Электромагнетизм.
Магнитное поле – это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами (или токами).
Источники магнитного потока:	Способы обнаружения по действию на магнитное поле:
-движущаяся заряженная частица - проводник с током -постоянный магнит -вихревое электрическое поле	-магнитную стрелку -рамку с током						- ориентируются в пространстве
Вектор магнитной индукции [] - является силовой характеристикой магнитного поля
Направление:			Модуль: В		Единицы измерения:
-правило буравчика			B= B =		[B] = 1Тл (тсла) =
Принцип суперпозиций полей: = 1 + 2 + 3 + …+ n			М – момент силы
Линии индукции магнитного поля - это непрерывные линии, касательные к которым в любой точке совпадают с вектором.
Графическая модель некоторых магнитных полей:						Свойства линий индукции: - всегда замкнуты -непрерывны -не пересекаются -гуще там, где магнитное поле сильнее -направлены от N от S -перпендикулярно полюсам

Сила Ампера F_А - это сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током, помещенный в данное магнитное поле.

Направление: А	Модуль: FА	Применение:
Правило левой руки: - входят в ладонь – четыре пальца А – большой палец	(закон Ампера) FА = B I	1)Эл. измерительные приборы: А 2)Электродинамические громкоговорители 3)Электродвигатели

Сила Лоренца [Fл] - это сила, действующая со стороны магнитного поля на движущуюся заряженную частицу, находящуюся в данном магнитном поле.
Направление:	Модуль: Fл	Применение:
	FЛ = q·υ·B·sinα	Генератор электрического тока Кинескопы Циклотроны Полярные сияния Магнитные бури
Правило левой руки: - входят в ладонь + - по 4-м пальцам - - против 4-х пальцев - большой палец	Движение заряда в магнитном поле: ┴ Fл =maц qυB = m  qBR = mυ	┴

Магнитный поток [Ф] - характеризует магнитное поле через поверхность, ограниченную плоским замкнутым контуром площадью «S»

Графическая модель:			Формула:			Единицы измерения:
			Ф= Ф=BnS			[Ф] = 1Вб (вебер) = 1Тл1м²
			Явление электромагнитной индукции – возникновение электрического тока (индукционного) в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.
Закон электромагнитной индукции [ ] - Э.Д.С. индукции ( ) в контуре численно равна скорости изменения магнитного потока ( ) через контур.
Графическая модель:				Формула:			Единицы измерения:
				виток: = = катушка: =			[] = 1В =
Способы изменения магнитного потока:
Ф
	В	S			Поворот на α			Вращение α=ωt
	=	=			=			i=

Самоиндукция [] - явление возникновения Э.Д.С. самоиндукции () и индукционного тока (Ii) в той же цепи, где изменяется основной ток цеп (.
Графическая модель:	Формула:	Единицы измерения:
Л2 – позднее загорается Л2 – позднее гаснет	Ф ~ В В ~ I Ф = L·I ΔФ= L·ΔI εis = -	[] = 1В =

Индуктивность [- это физическая величина, характеризующая способность проводника создавать магнитный поток.

«L»
зависит		равна
катушка:		= = 1Гн (генри) =
L = N – число витков S – площадь поперечного сечения - длина катушки - магнитная проницаемость сердечника - магнитная постоянная
Энергия магнитного поля.
Графическая модель:	Формула:			Единицы измерения:
	Wм.п.=			[W] = 1Дж = 1Гн 1А2
ЭДС индукции в движущихся проводниках.
	ω l
= U = B	=		= BSsin = BS

Поступательно движущийся проводник. Вращение проводника. Вращение рамки. Амплитуда ЭДС.

Причины электромагнитной индукции (природа Э.Д.С. индукции)
в неподвижном проводнике				в движущемся проводнике
εi =				εi =
Аэ - работа эл. вихревого поля				Асm - работа сил Лоренца
Электростатическое поле:				Вихревое электрическое поле:
1. Связано с электрическими зарядами.				1. С зарядами не связано, вызывается изменениями МП.
2. Силовые линии поля разомкнуты. Потенциальное поле.				2. Силовые линии поля замкнуты. Вихревое поле.
3. Источниками поля являются заряды.				3. Источники поля указать нельзя.
4. Работа сил поля по премещению пробного заряда по замкнутомупути равна нулю.				4. Работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути равна ЭДС индукции.
Правило Ленца - индукционный ток всегда принимает такое направление, что своим магнитным потоком препятствует изменению магнитного потока, вызвавшего данный ток.
Замкнутый проводник					Прямолинейный проводник
					- правило правой руки:
В
а) В > 0	б) В < 0	а) замыкание: I > 0	б) размыкание: < 0		- входят в ладонь - большой палец - 4 пальца руки

Обучающие задания.

1(А) На каком рисунке правильно изображена картина линий индук­ции магнитного поля длинного проводника с постоянным током, на­правленным перпендикулярно плоскости чертежа на нас?

Указание: применить правило буравчика или правило правой руки.

2(А) В каком направлении должен протекать ток в соленоиде,

чтобы наблюдалась такая

ориента­ция магнитной стрелки

в магнитном поле соле­ноида, как представлено на рис.?

1) от направления тока ориентация не зависит

2) вниз по виткам

3) вверх по виткам

4) это положение стрелки в принципе невозможно

Указание: по взаимодействию двух магнитов определить направление линий магнитной индукции магнитного поля соленоида, затем по правилу буравчика или правилу правой руки определить направление тока в соленоиде.

3(А) Прямолинейный проводник длиной 0,1 м, по которому течет электрический ток силой 3 А, находится в однородном магнитном по­ле индукцией 4 Тл и расположен под углом 60° к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля?

1) 1,6 Н 2) 1 Н 3) 1,4 Н 4) 2,4 Н

Указание: воспользоваться формулой для расчёта силы Ампера.

4(А) Проводник с током находится в магнитном поле. Сила Ампера, действующая на проводник

1) направлена влево

2) направлена вправо

3) направлена вверх

4) равна 0

Указание: применить правило левой руки.

5(А) Частица влетела в однородное магнитное поле со скоростью υ. При этом на нее начала действовать сила F. Если в ту же точку поля под тем же углом и та же частица влетит со скоростью, которая в 2 раза больше прежней, то сила, действующая на нее, будет равна:

1) F 2) 2F 3) 4F 4) F/2

Указание: воспользоваться формулой для расчёта силы Лоренца.

6(А) В магнитное поле влетает электрон и движется по дуге окружности (см. рис.). По какой из траекторий (1, 2, 3 или 4) бу­дет двигаться протон, влетев в это поле с такой же скоростью?

1) 1 3) 3

2) 2 4) 4

Указание: применить правило левой руки.

7(А) В магнитном поле индукцией В = 4 Тл движется электрон со скоростью 10⁷ м/с, направленной перпендикулярно линиям индукции магнитного поля. Чему равен модуль силы F, действующей на электрон

со стороны магнитного поля? \

1) 0,4·10^-12 Н 3) 0,4·10^-26 Н

2) 6,4·10^-12 Н 4) 6,4·10^-26 Н

Указание: воспользоваться формулой для расчёта силы Лоренца.

8(А) На рисунке представлены два способа вращения рамки в однородном магнитном поле. Ток в рамке возникает …

1) в обоих случаях;

2) ни в одном из случаев;

3) только в первом случае;

4) только во втором случае.

Указание: определить в каком случае изменяется число линий магнитной индукции, пронизывающих рамку при её вращении.

9(А) Один раз кольцо падает на стоящий вертикально полосовой магнит так, что надевается на него, второй раз - так, что пролетает ми­мо него. Плоскость кольца в обоих случаях горизонтальна. Ток в коль­це возникает …

1) в обоих случаях

2) ни в одном из случаев

3) только в первом случае

4) только во втором случае

Указание: определить в каком случае изменяется магнитный поток, пронизывающий кольцо.

10(А) Укажите устройство, в котором используется явление возникновения тока при движении проводника в магнитном поле.

1) Электромагнит

2) Электродвигатель

3) Электрогенератор

4) Амперметр

11(А) В однородном магнитном поле вокруг оси АС с одинаковой частотой вращаются две рамки. Отношение ℇ_I:ℇ_II

амплитудных значений

ЭДС индукции,

генерируемых в рамках

I и II, равно:

1) 1:4 3) 1:1

2) 1:2 4) 2:1

Указание: сравнить площади рамок.

12(А) Если сила тока в катушке индуктивностью 0,1 Гн изменяется с течени­ем времени,

как показано на

графике, то в катушке

возникает ЭДС

самоиндук­ции, равная

по величине:

1) 1 В 2) 2 В 3) 10 В 4) 0,5 В

Указание: применить закон электромагнитной индукции (для случая самоиндукции), определив ΔI и Δt из графика.

13(А) На рисунке изображены два проводника, по которым текут токи равной величины. Какое направление имеет вектор В индукции магнитного поля в точке К, расположенной точно посередине между проводниками?

1) 1 3) 3

2) 2 4) В = 0

Указание: применив правило буравчика или правило правой руки, определить направление вектора индукции магнитного поля в точке К каждого проводника, а затем сложить их.

14(А) Ион массой m и зарядом +q_e влетает в магнитное поле со скоростью υ перпендику­лярно линиям индукции магнитного поля с индукцией В. Чему равен период вращения иона?

1) 3) q_eυB

2) 4)

Указание: применить второй закон Ньютона для движения по окружности под действием силы Лоренца.

15(В) Рамку, площадь которой равна 1 м², поместили в магнитное поле вдоль его силовых линий. Когда по рамке пропустили ток I = 3 А, на нее стал действовать момент сил М = 6 Н·м. Чему равен модуль индук­ции магнитного поля?

Указание: вспомнить формулы момента силы и силы Лоренца.

16(В) В магнитном поле с индукцией В = 2 мТл вращается с постоянной частотой стер­жень длиной L = 1 м. Ось вращения проходит через конец стержня и параллельна линиям индукции (рис). Стержень перпендикулярен вектору индукции маг­нитного поля В. При этом на концах стержня возни­кает разность потенциа­лов, равная ∆φ = 0,5 В. Чему равен период враще­ния в мс?

Указание: применить формулу ЭДС для вращения проводника в магнитном поле, связав частоту вращения с периодом.

17(С) На горизонтальных рельсах, расстояние между которыми l = 60 см, лежит стержень перпендикулярно им. Определить силу тока, который надо пропустить по стержню, чтобы он начал дви­гаться. Рельсы и стержень находятся в вертикаль­ном однородном магнитном поле с индукцией В = 60 мТл. Масса стержня m=0,5 кг, коэффициент трения о рельсы µ=0,1.

18(С) Тонкий алюминиевый брусок прямого сечения, имеющий длину l = 0,5 м, соскальзывает из состояния покоя по гладкой наклонной плоскости из диэлектрика в вертикальном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл. Плоскость имеет угол наклона к горизонту под углом 30°. Найти ЭДС индукции на концах бруска, в момент, когда он пройдёт по наклонной плоскости расстояние L = 1,6 м.

l g В

L