2.4. Поле внутри длинного соленоида

Если намотать провод на цилиндрический каркас, то можно получить соленоид. Схема его приведена на рис.8.

Рис.8. Соленоид

Поле соленоида представлено на рис.9.

Рис.9. Магнитное поле соленоида

Рассматривая силовые линии поля соленоида ( рис.9), можно сделать вывод, что величина Н поля внутри соленоида велика, вне соленоида силовые линии рассеиваются, и поле имеет незначительную величину. Поле внутри бесконечного соленоида однородно.

От чего же будет зависеть величина напряженности магнитного поля внутри соленоида? Если пользоваться принципом суперпозиции, вывод этой формулы окажется сложным. Воспользуемся соображениями размерности. Напряженность магнитного поля Н, конечно, должна зависеть от тока I и числа витков соленоида n, приходящихся на единицу длины

, где

N – число витков,

l–длина соленоида,

т.е. H = f (I, n)

В левой части формулы должна стоять размерность А/М. Следовательно   . Размерность n = м^–1. Поэтому

H=In (7)

т.е. напряженность поля внутри бесконечно длинного соленоида прямо пропорциональна току в нем и числу витков соленоида, приходящихся на единицу длины.

Задание 1 Укажите места, где индукция магнитного поля, созданного токами I₁ и I₂, равна 0.

Задание 2: Укажите куда направлен вектор в точке А?

Задание 3: Прямой проводник с током образует круговую петлю. Найдите величину и направление вектора в центре петли.

Задание 4: Круговые витки находятся во взаимно перпендикулярных плоскостях, их центры совпадают. Найти направление вектора напряженности в точке А.

Контрольные вопросы:

1. Как связаны и что характеризует вектора и ?

2.Как напряженность Н магнитного поля в центре витка с током зависит от величины тока I? От радиуса витка R?

3.Какое магнитное поле называется однородным? Приведите пример такого поля.

ЗАНЯТИЕ № 2

Тема: сила лоренца, закон ампера

1. Сила Лоренца

Магнитное поле создается движущимися зарядами и действует только на действующие заряды. Сила, действующая со стороны магнитного поля на заряд q, движущийся со скоростью , называется силой Лоренца и равна

(8)

Величина силы Лоренца определяется по формуле

т.е. на движущейся в магнитном поле заряд q действует сила, прямо пропорциональная величине заряда q , его скорости υ, индукции поля В и синусу угла между направлением скорости заряда и вектором индукции поля . Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки: нужно расположить левую руку так, чтобы силовые линии поля входили в ладонь, четыре пальца были направлены по скорости движения положительно заряженной частицы, тогда отогнутый на 90 большой палец покажет направление силы Лоренца. Для отрицательно заряженных частиц сила Лоренца действует в противоположном направлении.