2. Задача на применение постоянной Авогадро:

Определить число атомов в алюминиевом предмете массой 135 г.

Д ано:	Решение:
m = 135 г. M = 27 NA = 6,02 1023 моль-1	N = N =
N -?	Ответ: 30,1· 1023

Билет № 16.

1. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Линии магнитной индукции. Сила Ампера.

Ответ:

Между неподвижными электрическими зарядами действуют силы, определяемые законом Кулона. Согласно теории близкодействия это взаимодействие осуществляется так: каждый из зарядов создает электрическое поле, которое действует на другой заряд, и наоборот.

Между электрическими зарядами могут существовать силы и иной природы. Их можно обнаружить с помощью следующего опыта.

Возьмем два гибких проводника, укрепим их вертикально, а затем присоединим нижними концами к полюсам источника тока Притяжения или отталкивания проводников при этом не обнаружится^. Но если другие концы проводников замкнуть проволокой так, чтобы в проводниках возникли токи противоположного направления, то проводники начнут отталкиваться друг от друга. В случае токов одного направления проводники притягиваются).

Взаимодействия между проводниками с током, т. е. взаимодействия между движущимися электрическими зарядами, называют магнитными. Силы, с которыми проводники с током действуют друг на друга, называют магнитными силами.

Магнитное поле. Согласно теории близкодействия ток в одном из проводников не может непосредственно действовать на ток в другом проводнике.

Подобно тому как в пространстве, окружающем неподвижные электрические заряды, возникает электрическое поле, в пространстве, окружающем токи, возникает поле, называемое магнитным!

Электрический ток в одном из проводников создает вокруг себя магнитное поле, которое действует на ток в другом проводнике. А поле, созданное электрическим током второго проводника, действует на первый.

Магнитное поле представляет собой особую форму материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами.

Перечислим основные свойства магнитного поля, устанавливаемые экспериментально:

1. Магнитное поле порождается электрическим током (движущимися зарядами).

2. Магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток (движущиеся заряды).

Магнитное поле создается не только электрическим током, но и постоянными магнитами. Движущиеся заряды (электрический ток) создают магнитное поле.

Обнаруживается магнитное поле по действию на электрический ток.

Подобно электрическому полю, магнитное поле существует реально независимо от нас, от наших знаний о нем. Экспериментальным доказательством реальности магнитного поля, как и реальности электрического поля, является факт существования электромагнитных волн.

Электрическое поле характеризуется векторной величиной — напряженностью электрического поля Характеристику магнитного поля называют вектором магнитной индукции и обозначают буквой .

В магнитном поле рамка с током на гибком подвесе, со стороны которого не действуют силы упругости, препятствующие ориентации рамки, поворачивается до тех пор, пока не установится определенным образом. Так же ведет себя и магнитная стрелка. Магнитная стрелка представляет собой маленький продолговатый магнит с двумя полюсами на концах — южным S и северным N.

Направление вектора магнитной индукции. Ориентирующее действие магнитного поля на магнитную стрелку или рамку с током можно использовать для определения направления вектора магнитной индукции.

За направление вектора магнитной индукции принимается направление от южного полюса S к северному N магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле. Это направление совпадает с направлением положительной нормали к замкнутому контуру с током.

Положительная нормаль направлена в ту сторону, куда перемещается буравчик (с правой нарезкой), если вращать его по направлению тока в рамке.

Располагая рамкой с током или магнитной стрелкой, можно определить направление вектора магнитной индукции в любой точке поля.

Направление вектора магнитной индукции устанавливают с помощью правила буравчика, которое состоит в следующем:

если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции. I

Опыт по определению направления вектора индукции магнитного поля Земли проводит каждый, кто ориентируется на местности по компасу.

Линии магнитной индукции. Наглядную картину магнитного поля можно получить, если построить так называемые линии магнитной индукции. Линиями магнитной индукции называют линии, касательные к которым направлены так же, как и вектор В в данной точке поля.

Картину линий магнитной индукции можно сделать видимой, воспользовавшись мелкими железными опилками.

Магнитное поле действует на все участки проводника с током. Зная силу, действующую на каждый малый участок проводника, можно вычислить силу, действующую на весь замкнутый проводник в целом. Закон, определяющий силу, действующую на отдельный участок проводника (элемент тока), был установлен в 1820 г. А. Ампером.

Сила Ампера равна произведению вектора магнитной индукции на силу тока, длину участка проводника и на синус угла между магнитной индукцией и участком проводника.

F_A=B

Направление силы Ампера: Вектор F перпендикулярен элементу тока и вектору В. Его направление определяется правилом левой руки:

если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90⁰ большой палец покажет направление силы, действующей на отрезок проводника.

Единица магнитной индукции получила название тесла (Тл) в честь югославского ученого-электротехника Н. Тесла (1856—1943).

Закон Ампера используют для расчета сил, действующих на проводники с током, во многих технических устройствах, в частности в электродвигателях и в электроизмерительных приборах – амперметрах и вольтметрах.