Презентация, доклад по физике на тему Решение задач по теме Магнетизм

учитель физики СОШ № 5
г.Павлодара

движущейся частицы.
Электрический ток- это упорядоченное движение заряженных частиц
Вокруг любого проводника, по которому течет электрический ток, возникает
магнитное поле.
Характеристики магнитного поля:
Вектор магнитной индукции

Модуль данного вектора

Направление вектора: от северного полюса постоянного магнита к южному
полюсу; по правилу буравчика.

Напряженность магнитного поля

( Магнитная проницаемость среды )

Магнитный поток

(α- угол между вектором магнитной индукции и нормалью к плоскости,
в которой лежит проводящий контур)

на движущиеся заряженные частицы:

Сила Ампера

Сила Лоренца

Направления обеих сил определяются по правилу левой руки.

Если частица влетает в магнитное поле перпендикулярно линиям
магнитной индукции, то начинает двигаться по окружности.

При этом

или

Решение:
По определению- вектор магнитной индукции направлен от южного
к северному полюсу магнитной стрелки, свободно ориентированной
в магнитном поле, а значит от северного к южному полюсу постоянного
магнита.
В нашем случае: 1- южный полюс; 2- северный полюс.

нему течет ток указанного направления, то вектор магнитной индукции верно направлен на рисунке.

Решение:
По правилу буравчика или правой руки- рисунок 4

Решение:
По правилу левой руки можно определить действие магнитных полей ,
созданных каждым проводником . оказывается, что за счет действия
этих сил проводники, по которым идут токи одного направления,
притягиваются; проводники, по которым идут токи противоположных
направлений отталкиваются. Значит, на рисунке 1

проводниках нет.
B) токи идут по противоположным направлениям.
C) токи по первому и второму проводникам идут вниз.
D) токи по первому и второму проводникам идут вверх.
E) нет тока в одном из проводников.

вектора магнитной индукции входит в ладонь,
4 пальца направлены по току, отогнутый на 90 градусов большой палец
покажет направление силы Ампера.
Сила направлена к нам ( рисунок 1)

столе. Если по катушке пропустить
электрический ток, то…

Решение:
Витки катушки представляют собой токи одного направления,
а мы знаем, что проводники, по которым текут токи одного
направления, притягиваются.
Значит пружина сожмется

током, расположенного перпендикулярно плоскости рисунка. Вектор индукции магнитного поля направлен вправо и имеет наибольшую величину в точке

Т.к.силовая линия- это линия ,касательные к которой в каждой точке
совпадают с векторами магнитной индукции, то в нашем случае вправо они будут
направлены в точках Си D.

Для прямого тока

поэтому, чем ближе от провода находится точка, тем больше модуль
вектора магнитной индукции.

,

Решение:

По правилу буравчика: если поступательное движение
буравчика совпадает с направлением тока ( «к нам»),
то вращательное движение покажет направление
сидовых линий ( против часовой стрелки).

Ответ: вектор магнитной индукции направлен вправо и имеет
наибольшую величину в точке D.

действию
магнитного поля постоянных магнитов. В каком из указанных случаев
направление силы Ампера указано неправильно?

-ток направлен к нам,

- ток направлен от нас).

(

Решение: вектор магнитной индукции направлен от северного к южному полюсу
постоянного магнита.
Используя правило левой руки для каждого рисунка, находим, что верными
являются рисунки 1, 2, 4 . Неправильным является рисунок 3

в точке А направлен

Решение:
Направление вектора в точке А определяем по правилу правой руки или
буравчика.
Ток в проводнике направлен от «+» к «-»
Большой палец правой руки направить по току, тогда 4 пальца заворачиваются
по направлению силовых линий. Вектор магнитной индукции в каждой точке
силовой линии направлен по касательной, значит, к нам

Лоренца не действует

Решение:
Воспользуемся знанием формулы силы Лоренца

Если синус угла равен 0, то и сила равна 0, т.е. электрон движется параллельно силовым линиям магнитного поля. В данной задаче это третий электрон

Решение:
На проводник со стороны магнитного поля действует сила, поэтому он будет
двигаться. Узнаем направление его движения.
За направление тока принимается направление движения положительных
зарядов: значит от «+» к «-». В нашем случае от В к А.
Вектор магнитной индукции направлен от северного полюса к южному
полюсу постоянного магнита, значит, вверх.
По правилу левой руки: ладонь располагаем так, чтобы вектор магнитной
индукции входил в нее, четыре пальца направлены от В к А, тогда отогнутый
на 90о большой палец покажет направление силы Ампера.
В данном случае- это направление влево.
Ответ: двигаться влево

одинаковые по величине и направленные от нас токи.
Если АС=СD=DЕ=ЕF=FG, то индукция результирующего магнитного
поля равна нулю

Решение:
По принципу суперпозиции магнитных полей

( т.к.поле создано двумя проводниками)

Чтобы результирующее поле было равно нулю, векторы

должны быть направлены в противоположные стороны.
По правилу буравчика или правой руки находим, что это будет наблюдаться в точке D (т.к.силовые линии в обоих случаях направлены по часовой стрелке, то в точке D от первого проводника вектор направлен вверх, а от второго- вниз )

на протон, пролетающий между полюсами магнита,
направлена

Решение:
На заряженную частицу действует магнитное поле.
Применим правило «левой руки».
В нашем случае вектор магнитной индукции направлен вправо
( от северного к южному полюсу постоянного магнита).
Протон- положительно заряженная частица.
Левую руку располагаем так, что вектор магнитной индукции входит
в ладонь, четыре пальца направлены по движению положительно
заряженной частицы( т.е.к нам), тогда отогнутый на 90о большой палец
показывает направление силы Лоренца.
В данной задаче сила направлена вверх.

рисунке

Решение:
Вновь используем правило левой руки.
Вектор магнитной индукции направлен вверх.
Ладонь располагаем так, чтобы вектор входил в ладонь.
Четыре пальца направлены по движению положительного заряда.
Электрон- отрицательная частица, поэтому 4 пальца располагаем в сторону,
противоположную его движению , т.е.противоположно вектору скорости,
тогда отогнутый на 90о большой палец покажет направление силы Лоренца.
Значит, верный ответ на рисунке 3.

20 мТл, при силе тока 3А поле действует с силой 9мН. Угол между
направлением тока и вектором магнитной индукции равен…

Решение:
На проводник с током действует сила Ампера со стороны магнитного поля

Тогда

сила F. Если проводник переместить из вакуума
в среду с магнитной проницаемостью 0,99 , то на проводник
будет действовать сила

Решение:
В магнитном поле на проводник действует сила Ампера

,которая

прямопропорционально зависит от модуля вектора магнитной индукции,
связанного с магнитной проницаемостью среды

Тогда

Значит,

Ампера совершает работу 0,38 Дж. Индукция магнитного поля 1,5Тл, угол между направлением тока и вектором магнитной индукции 30о, значит, длина проводника равна (sin 30о=0,5)

Решение:
Работа определяется соотношением

Направления перемещения и действия силы совпадают, поэтому

Сила, перемещающая проводник- сила Ампера

Значит,

помещен в магнитное поле с индукцией 0.4Тл, направленной горизонтально.
Натяжение нитей исчезнет при силе тока, равной…

Решение:
На проводник действуют несколько сил: сила тяжести,
сила Ампера, силы натяжения нитей.
Т.к.натяжение нитей исчезает, то сила Ампера
становится равной силе тяжести

нитях, находится в магнитном поле с индукцией, направленной вертикально
вниз. При пропускании по проводнику тока I, нити отклонились на угол φ.
Индукция магнитного поля равна…

Решение:
Проводник находится в состоянии покоя, значит

Найдем проекции на оси координат

На Ох:

На Оу:

Выражаем модуль силы натяжения из проекции на ось Оу,

подставляем в формулу проекции на ось Ох и выражаем модуль вектора
магнитной индукции.

С другой стороны, по определению

Тогда

увеличении скорости заряда в 2 раза и увеличении индукции магнитного поля в 2 раза, сила, действующая на электрический заряд со стороны магнитного поля

Решение :
На заряженную частицу действует сила Лоренца

По условию задачи заряд влетает перпендикулярно, значит, α= 90о, тогда

Т.е.сила увеличится в 4 раза.

раза индукции
магнитного поля, радиус кривизны траектории движения заряженной
частицы в масс-спектрографе

Решение:

Радиус увеличивается в 4 раза

в 4 раза

Решение:

Энергия движущейся частицы- это кинетическая энергия

Изменение энергии происходит за счет изменения скорости

Тогда

Радиус увеличивается в 2 раза

υ. Если скорость увеличить в 2 раза, то период обращения частицы

Решение:

При движении по окружности

Для заряженной частицы, движущейся в магнитном поле

Т.е.при прочих равных условиях, если увеличивается скорость в 2 раза,
то увеличивается и радиус окружности, по которой происходит движение,
в 2 раза.

Поэтому

Период не изменится.

индукции. Если у них одинаковые скорости, то отношение радиусов траектории движения частиц Rα/Rр равно
( mα=4mр, qα=2qр )

Решение:
Так как частицы влетают в магнитное поле перпендикулярно линиям
магнитной индукции, то они начинают двигаться по окружностям и для
них выполняется соотношение

Значит,

Тогда

107м/с. Радиус окружности, по которой он начинает вращаться, равен…

Решение:

Движется по окружности, значит,

Аналогичные задания
1. Протон, влетевший в магнитное поле с индукцией 10.4 мТл, движется по
окружности радиусом 10см. Скорость, с которой протон влетает в магнитное
поле, равна…

2. α – частица, влетевшая в магнитное поле со скоростью 106 м/с, движется
по траектории с радиусом кривизны 1.038м. Индукция магнитного поля равна…

3. Электрон вращается в магнитное поле с индукцией 2мТл. Период обращения
электрона равен…

4. Протон движется в магнитном поле с индукцией 0.5Тл. Частота обращения
протона равна… ( частота и период взаимнообратны)

рамки, то магнитный поток через площадь S плоского витка равен…

Решение:
По определению

, где β- угол между вектором

магнитной индукции и нормалью к плоскости, в которой лежит проводящий
контур.

Тогда β=90о- α

Значит,

Ответ:

к плоскости контура площадью 25 см2. Магнитный поток,
пронизывающий контур, равен…

Решение:

Магнитный поток

Тогда,

Подобные задания
1. Магнитное поле с индукцией 5Тл, направленной под углом 60о к нормали,
проведенной к плоскости контура, создает магнитный поток 40мВб,
пронизывающий этот контур. Площадь поверхности контура равна…

2. Магнитное поле с индукцией 0.5Тл, пронизывающий контур площадью
400см2, создает магнитный поток 0.01Вб. Угол между вектором магнитной
индукции и поверхностью контура равен…
(обратить внимание на то, какой угол надо найти)

действует момент сил 0,03 Н·м. Площадь контура 50 см2. Если нормаль к контуру перпендикулярна к линиям индукции, то модуль вектора магнитной индукции равен

Решение:
Максимальный момент амперовых сил:

, значит

120, а сила тока в ней 7 А, то энергия магнитного поля катушки

Решение:
Энергия магнитного поля

Мы знаем, что магнитный поток, пронизывающий катушку, может быть
выражен через индуктивность катушки

тогда энергия магнитного поля

подставляем значения и находим ответ

= 8см и b = 6см, расположен в магнитном поле с индукцией
В = 0,02 Тл. Гипотенуза треугольника перпендикулярна к линиям индукции
поля, которые лежат в плоскости треугольника. Если сила, действующая
со стороны поля на гипотенузу, равна F = 4.10-3 Н, то в контуре течет ток

Решение:

на проводник с током действует сила Ампера

Гипотенуза треугольника перпендикулярна к линиям
индукции поля, значит

тогда

Длину гипотенузы найдем из прямоугольного треугольника по теореме Пифагора

Находим силу тока