Магнитная индукция и сила Ампера

Слайд 1. Магнитная индукция и сила Ампера

Основы взаимодействия тока и магнитного поля. Физика, 11 класс

Слайд 2. Что такое магнитная индукция?

Магнитная индукция $\vec{B}$ — это векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля. Она определяет, с какой силой поле действует на движущиеся заряды.

Направление вектора $\vec{B}$ совпадает с направлением, на которое указывает северный полюс магнитной стрелки в данной точке.

Слайд 3. Модуль вектора индукции

Модуль индукции $B$ определяется через максимальную силу, действующую на проводник:

$B=\frac{F_{max}}{I\cdot l}$

— Единица измерения: Тесла [Тл]

— $F_{max}$ — максимальная сила Ампера

— $I$ — сила тока в проводнике

— $l$ — длина проводника

Слайд 4. Закон Ампера

Сила Ампера — это сила, с которой магнитное поле действует на помещенный в него проводник с током. Это взаимодействие лежит в основе работы всех современных электромоторов.

Формула силы:

$F_A=B\cdot I\cdot l\cdot \sin \alpha$

Здесь $\alpha$ — угол между направлением тока и вектором магнитной индукции $\vec{B}$.

Слайд 5. Зависимость силы от угла наклона

Сила Ампера максимальна, когда проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции ($\sin 90^{\circ }=1$). Если проводник направить вдоль линий поля, сила будет равна нулю.

Слайд 6. Правило левой руки

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки:

1. Расположите ладонь так, чтобы линии $\vec{B}$ входили в неё.

2. Четыре пальца направьте по току $I$.

3. Отогнутый на $90^{\circ }$ большой палец укажет направление силы $F_A$.

Слайд 7. Применение: Электродвигатель

Слайд 8. Взаимодействие параллельных токов

Токи одного направления — притягиваются

Токи противоположных направлений — отталкиваются

Слайд 9. Вопросы для самопроверки

Как изменится сила Ампера при увеличении силы тока в 3 раза?

В каком случае магнитное поле не действует на проводник с током?

Куда направлена сила Ампера, если ток идет «от нас», а поле направлено вправо?

Почему провода мощных электроустановок могут вибрировать или притягиваться?

Слайд 10. Главные выводы

Вектор магнитной индукции $\vec{B}$ — силовая характеристика магнитного поля.

Сила Ампера вычисляется по формуле $F_A=BIl\sin \alpha$.

Направление силы всегда перпендикулярно и току, и вектору индукции.

Для определения направления используется правило левой руки.

Сила Ампера — фундаментальный принцип работы двигателей и динамиков.