1. Проводник с током в магнитном поле. Сила Ампера.

Магнитное поле – особый вид материи, осуществляющий электромагнитные взаимодействия между движущимися электрическими зарядами.

Свойства магнитного поля:

1. линии магнитной индукции замкнуты(вихревое поле);

2. создаётся вокруг постоянных магнитов или проводников с током;

3. действует на заряжённую частицу с силой Лоренца, а на проводник с током с силой Ампера;

4. не подчиняются законам механики Ньютона;

5. обладают энергией и импульсом;

6. распространяются в пространстве с помощью электромагнитных волн с конечной скоростью с= 3*10⁸ м/с

Экспериментально его существование было доказано Ампером в 1820 г.

Опыт Ампера:

Если по двум параллельным проводникам пропустить ток одного направления, то проводники притягиваются, если разного – отталкиваются.

Опыт Эрстеда:

Над проводником с током помещают магнитную стрелку, при замыкании цепи стрелка отклоняется, при размыкании – возвращается в исходное состояние.

Магнитные свойства вещества:

Магнитные свойства вещества объясняются существованием элементарных токов внутри атомов.

Электроны движутся вокруг ядра, создаётся орбитальный магнитный момент р_m=e* .

Кроме орбитального магнитного момента электрон обладает собственным магнитным моментом, который обусловлен вращением электрона вокруг своей оси. p_ms

Все вещества обладают определёнными магнитными свойствами и являются магнетиками.

Виды веществ:

1. диамагнетики – это вещества ослабляющие внешнее магнитное поле.(висмут, азот, гелий, вода, серебро)μ

2. парамагнетики – вещества усиливающие внешнее магнитное поле(алюминий, кислород, медь, платина, марганец)μ

3.ферромагнетики – вещества большое усилие внешнего магнитного поля (железо, никель) μ=10⁵-10⁶

Свойства ферромагнетиков:

1. ферромагнетизм проявляется только в кристаллическом состоянии

2. для каждого вещества есть определённая точка Кюри выше которой исчезают ферромагнитные свойства.

3.магнитная проницаемость вещества зависит от внешнего магнитного поля

M =1+ ; M

М_max

B₀ B₀

4. ферромагнетики намагничиваются до насыщения в слабых магнитных полях;

5. у ферромагнетиков наблюдается остаточная намагниченность. При намагничивании и размагничивании ферромагнетика индукция отстаёт от В₀ – это явление называют гистерезисом. Ферромагнетики с узкой петлёй гистерезиса называют мягкими, их используют для изготовления трансформаторов, двигателей, генераторов.

Ферромагнетики с широкой петлёй гистерезиса называют жёсткими, их используют для изготовления постоянных магнитов.

6. процесс намагничивания ферромагнетика сопровождается изменением его линейных размеров и объёма – это явление магнитострикции.

Силой Ампера называют силу, действующую на проводник с током в магнитном поле.

F=BIΔL sinά

Правило левой руки:

Руку располагают так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, четыре вытянутых пальца были направлены по току, тогда отставленный на 90⁰ большой палец покажет напрвление действующей на проводник силы.

Билет № 10

Электрический заряд. Дискретность электрического заряда. Закон сохранения электрического заряда.

Электрический заряд – количественная мера способности тел участвовать в электрических взаимодействиях.

Свойства электрического заряда:

1. существует два знака заряда – положительный (+) и отрицательный (-);

2. одноименные заряды отталкиваются, а противоположные – притягиваются;

3. наименьший в природе заряд называется элементарным.

Электрон – элементарная отрицательно заряженная частица: е=1,6 *10^-19Кл;

m_e=9,1*10^-31кг

Элементарно положительно заряженная частица – протон:q _p= =1,6*10^-19Кл;

m_p=1,6*10^-27кг

4. избыточный заряд определяет знак заряда тела

5. инвариантен – независим от системы отсчёта и скорости движения

6. дискретен – состоит из целого числа электронного заряда q = +-N*e.

Дискретность заряда опытно доказали Иоффе и Милликен.

Они помещали капельку масла (ПЫЛИНКУ ЦИНКА) между двумя заряжёнными пластинами. Капелька под действием силы тяжести падала, с помощью электрического поля она удерживалась во взвешенном состоянии. Затем её облучали ультрафиолетовыми лучами – капелька теряла заряд и начинала падать, её возвращали в исходное состояние, меняя напряжение между пластинами.

Вывод: заряд капельки кратен целому числу элементарных зарядов.

q =IΔt; [q]=Kл

Закон сохранения электрического заряда:

Алгебраическая сумма зарядов замкнутых системы тел остаётся неизменной.

q ₁+ q ₂+ q ₃…=const.

Билет № 11

Тема «Переменный ток. Закон Ома для цепи переменного тока».

Переменный ток – вынужденные электромагнитные колебания, происходящие под действием включённой периодической …..

Переменный электрический ток создаётся генератором переменного тока на электростанции. У нас в стране применяют синусоидальный переменный ток с частотой 50Гц.

Генератор переменного тока – это устройство, преобразующее механическую энергию и использующее явление электромагнитной индукции.

Переменный ток характеризуется следующими явлениями:

1 . мгновенное значение силы тока и напряжения I=Ym*

U=Um*

2.амплитудные значения Y=

3.действующие значения (эффективные) Yg= ; Ug= /

Если электрическая цепь включает в себя последовательносоединённые катушку индуктивности, резистор и конденсатор, то сила тока находится по закону Ома. Ym= ; [ ]=Гн циклическая частота

[L]=Гн индуктивность

[С]=Ф электроёмкость

Полное сопровождение цепи: Z=

R – активное сопротивление

– реактивное сопротивление

Хl= – индуктивное

Хс= - ёмкостное

Билет № 12

Опыт Резерфорда. Ядерная модель атома.

Первую модель атома предложил Томсон: атом представляет собой положительно заряженную сферу, внутрь которой помещено столько электронов, что бы атом был в целом нейтрален, эта модель не позволяла определить размер атома, противоречила спектральным закономерностям и опытам Резерфорда.

Р b

Au Экран

MМ Микроскоп

R a ά

Вывод:

1. Большинство ά-частиц долетали до экрана не рассеиваясь;

2. Отдельные частицы отклонялись на угол больше 180⁰.

Планетарная модель Резерфорда:

1. Атом состоит из + заряженного ядра, вокруг которого , под действием кулоновских сил, вращаются электроны.

2. Ядро атома состоит из + протонов и нейтральных нейтронов.

3. Число протонов = числу электронов = порядковому номеру элемента.

4. Заряд ядра = суммарному заряду всех протонов.

qя=Z[e]

5. Диаметр ядра 10^-15м.

6. На ядро приходиться 99,96% массы атома.

Билет № 13 Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Магнитный поток – физическая величина, равная произведению магнитной индукции на площадь контура и на между вектором магнитной индукции и нормалью к контуру.

Ф= * *

[Ф] = Вб (Вебер)

Явление электромагнитной индукции открыто Фарадеем в 1831г.

Это явление возникновения индукционного тока (ЭДС индукции) в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока пронизывающего контура.

S

nnnnnn

Индукционный ток возникает:

1. При движении постоянного магнита относительно катушки.

2. При замыкании и размыкании цепи 2 катушек.

3. При изменении силы тока в цепи 2 катушки.

4. При перемещении одной катушки относительно другой.

Закон Фарадея:

ЭДС индукции возникает в замкнутом контуре прямопропорционально изменению магнитного потока пронизывающего контура, взятого со знаком минус

Ei = [Ei] = В;

Сила индукционного тока находится по закону Ома:

I_i = ;

Направление индукционного тока находится по правилу Ленца.

ЭДС индукции в замкнутом контуре создает такой индукционный ток, который своим магнитным полем препятствует изменению потока магнитной индукции, вызывающей этот ток.

Порядок применения правила:

1. По правилу буравчика определяют направление магнитной индукции внешнего магнитного поля.

2. Выясняют, уменьшается или увеличивается магнитный поток.

3. Определяют направление магнитной индукции поля.

4. По правилу буравчика определяют направление индукционного тока.

Энергия магнитного поля = работе, совершаемой источником тока против ЭДС самоиндукции.

W_{н = ;} W_н = ;

W_н =Дж; =Тл; 4π*10^-7Гн/м;

Объемная плотность энергии магнитного поля равна энергии магнитного поля, заключенной в единичном объеме этого поля.

Билет № 14