Тематическая структура апим «Электричество и магнетизм»

N ДЕ	Наименование дидактической единицы ГОС	N за- да- ния	Тема задания
3	Электричество и магнетизм	1	Электростатическое поле в вакууме
		2	Законы постоянного тока
		3	Магнитостатика
		4	Явление электромагнитной индукции
		5	Электрические и магнитные свойства вещества
		6	Уравнения Максвелла

3 Магнитостатика

Проводник с током представляет собой электрически нейтральную систему зарядов, в которой заряды одного знака движутся в одну сторону, а заряды другого знака – в противоположную (либо покоятся). Следовательно, проводник с током не имеет электрического поля. Однако, если поместить вблизи проводника магнитную стрелку, то она повернется и займет устойчивое положение. При изменении направления тока в проводнике магнитная стрелка поворачивается в противоположную сторону.

Вращение магнитной стрелки возможно только при действии на нее сил со стороны проводника, который образует вокруг себя силовое поле, называемое магнитным.

Магнитное поле образуется движущими зарядами и обнаруживается по вращению магнитной стрелки.

Подобно тому, как для исследования электрического п оля используется пробный заряд, так и для исследования магнитного поля применяется замкнутый контур с током малых размеров (пробный контур). Магнитное поле оказывает на пробный контур ориентирующее действие. Ориентация контура определяется единичным вектором нормали по правилу буравчика, в котором поступательное перемещение буравчика совпадает с вектором если буравчик вращается по направлению тока в контуре. Нормаль, определенная по правилу “буравчика” называется положительной нормалью.

Пробный контур в магнитном поле, устанавливается положительной нормалью по направлению поля. Действие магнитного поля на плоский контур с током определяется величиной -дипольным магнитным моментом контура:

,

Кроме силы тока I и площади S, контур характеризуется вектором положительной нормали . Вектор магнитного момента совпадает с направлением нормали : ,

модуль магнитного момента измеряется в [ ].

На пробные контуры, различающиеся значением , действуют в данной точке поля разные по модулю вращающие моменты . Однако, отношение модулей этих векторов оказывается при фиксированном одним и тем же, и определяет модуль магнитной индукции

,

где М_мах – наибольшее значение вращающего момента, получающееся при .

Магнитная индукция - векторная величина, модуль которой определяется выражением ( , а направление задается равновесным положением вектора положительной нормали контура с током.

Индукции магнитного поля в системе СИ измеряется в [Тл]- тесла.

Направление и модуль вращающего момента:

,

где - угол между векторами и .

Опыт показывает, что для магнитного поля, как и для электрического, справедлив принцип суперпозиции: индукция магнитного поля в определенной точке пространства, образованного несколькими движущимися зарядами (токами), равна векторной сумме полей , образованных зарядами (токами) в отдельности,