17. Сила Лоренца.

Сила Лоренца это сила, действующая на заряд, движущийся в магнитном поле:

,

где v— скорость заряженной частицы;  — угол между векторами v и В.

Направление силы Лоренца находят по правилу левой руки (для положительного заряда): если четыре пальца левой руки расположить по направлению скорости положительного заряда (для отрицательного – в обратную сторону), а линии магнитной индукции будут входить в ладонь, то отставленный на 90^о большой палец покажет направление силы Лоренца

18. Сила Ампера.

Сила Ампера это сила, действующая на провод длиной l с током I в магнитном поле с индукцией В (закон Ампера)

,

где  — угол между направлением тока в проводе и вектором магнитной индукции В. Это выражение справедливо для однородного магнитного поля и прямого отрезка провода. Если поле неоднородно и провод не является прямым, то закон Ампера можно применять к каждому элементу провода в отдельности в виде.

Направление силы Ампера находят по правилу левой руки: если четыре пальца левой руки расположить по направлению тока, а линии магнитной индукции будут входить в ладонь, то отставленный на 90^о большой палец покажет направление силы Ампера

19. Вращающий момент и потенциальная энергия контура с током в магнитном поле.

Магнитный момент плоского контура с током

,

где n — единичный вектор нормали к плоскости контура (направление которой находится по правилу правого винта); I — сила тока, протекающего по контуру; S — площадь контура.

Механический (вращательный) момент или момент силы, действующий на контур с током, помещенный в однородное магнитное поле:

или ,

где  — угол между векторами p_m и В.

Потенциальная энергия (механическая) контура с током в магнитном поле

или .

20. Работа, совершаемая при перемещении тока

Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле

,

где  - магнитный поток через площадь, пересекаемую проводником с током.

Магнитный поток через какую-либо поверхность:

а) в случае однородного магнитного поля и плоской поверхности

или ,

где S — площадь поверхности;  — угол между нормалью к поверхности и вектором магнитной индукции, B_n – проекция вектора B на нормаль n к поверхности,

б) в случае неоднородного поля и произвольной поверхности

(интегрирование ведется по всей поверхности).

21. Диамагнетики. Парамагнетики. Ферромагнетики. Петля гистерезиса.

 — относительная магнитная проницаемость среды. Она показывает во сколько раз внешнее магнитное поле (создаваемое макротоками) усиливается средой. В вакууме = 1.

Диамагнетики это вещества, в которых внешнее магнитное поле ослабляется ( <1). Они выталкиваются из области сильного магнитного поля.

Парамагнетики это вещества, в которых внешнее магнитное поле незначительно усиливается ( >1). Они втягиваются в область сильного магнитного поля.

Ферромагнетики это вещества, в которых внешнее магнитное поле существенно усиливается ( >>1). Они втягиваются в область сильного магнитного поля. Способны сохранять намагниченность в отсутствии магнитного поля. Для них характерна петля гистерезиса (в переводе с греческого гистерезис – запаздывание). Изменение индукции B отстает от напряженности намагничивающего поля H (см. рис.1).

Рис.1.

В_ос – остаточная индукция (индукция, которая остается у ферромагнетика после выключения внешнего магнитного поля).

Н_c – коэрцитивная сила (напряженность магнитного поля, необходимая для размагничивания ферромагнетика).

Если петля гистерезиса широкая, ферромагнетики называются магнитожесткими, если узкая – магнитомягкими.

Ферромагнетизм объясняется присутствием в ферромагнетиках доменов, областей самопроизвольно намагниченных до насыщения. Внешнее магнитное поле ориентирует их, в результате чего поле в ферромагнетике многократно усиливается. При больших намагничивающих полях в ферромагнетике наблюдается насыщение (все домены ориентированы по направлению H), индукция магнитного поля B (магнитное поле) изменяется линейно с H.