Разберёмся, как магнитное поле управляет электрическим током. Нам предстоит освоить расчёт силы Ампера и научиться применять правило левой руки для анализа работы электродвигателей.
№1 · ТЕОРИЯ
1 БАЛЛ
1. Направление силы Ампера
Используя правило левой руки, определите направление силы Ампера, действующей на проводник с током в ситуации, изображённой на рисунке. Ток направлен перпендикулярно плоскости рисунка «от нас», линии магнитной индукции направлены вертикально вниз.
Проводник в магнитном поле
Вправо
Влево
Вверх
Сила равна нулю
№2 · ФОРМУЛА
1 БАЛЛ
2. Закон Ампера
Дополните формулировку закона, определяющего силу, действующую на участок проводника с током в магнитном поле.
№3 · РАСЧЁТ
1 БАЛЛ
3. Базовое вычисление
Вычислите модуль силы Ампера, действующей на прямой проводник длиной 20 см, по которому течёт ток 5 А. Проводник расположен перпендикулярно линиям однородного магнитного поля с индукцией 0,4 Тл. Ответ дайте в Ньютонах.
№4 · ЗАДАЧА
2 БАЛЛА
4. Проводник под углом к полю
На рисунке схематично изображён проводник длиной l=0,5 м в однородном магнитном поле. Сила тока в проводнике I=4 А, индукция поля B=0,2 Тл. Угол между проводником и вектором индукции составляет 30∘. Найдите силу Ампера.
Схема расположения проводника
№5 · ТАБЛИЦА
2 БАЛЛА
5. Анализ зависимостей силы Ампера
Заполните пропущенные значения характеристик для проводника, находящегося в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции (α=90∘).
Индукция B (Тл)
Ток I (А)
Длина l (м)
Сила FA (Н)
0,5
0,1
10
1
1,2
0,25
№6 · АЛГОРИТМ
2 БАЛЛА
6. Применение правила левой руки
Установите правильную последовательность действий для определения направления силы Ампера.
Отогнуть большой палец на 90∘ в плоскости ладони
Расположить левую руку так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь
Определить по направлению большого пальца искомое направление силы
Вытянуть четыре пальца левой руки по направлению тока в проводнике
+6 заданий в этом листе
Зарегистрируйтесь — и соберите свой рабочий лист по этой теме за минуту: заданий столько, сколько нужно.
№7 · СООТВЕТСТВИЕ
2 БАЛЛА
7. Векторы и ориентация
Соотнесите элементы правила левой руки с физическими величинами, направление которых они указывают.
Элемент руки
Физическая величина
Линии входят в ладонь
Четыре пальца
Отогнутый большой палец
№8 · ЗАДАЧА
3 БАЛЛА
8. Равновесие на рельсах
Медный проводник массой m=40 г и длиной l=0,2 м лежит на горизонтальных рельсах в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией B=0,5 Тл. Коэффициент трения проводника о рельсы μ=0,25. Какую минимальную силу тока I нужно пропустить по проводнику, чтобы он сдвинулся с места? Примите g=10 м/с2.
Вид сверху на систему
№9 · ИСКЛЮЧЕНИЕ
2 БАЛЛА
9. Отсутствие взаимодействия
Выберите ситуацию, в которой сила Ампера, действующая на проводник с током в магнитном поле, будет равна нулю.
Проводник расположен вдоль линий магнитной индукции
Проводник расположен под углом 45∘ к линиям индукции
Проводник расположен перпендикулярно линиям индукции
Проводник имеет форму кольца, плоскость которого перпендикулярна линиям индукции
№10 · КАТЕГОРИЗАЦИЯ
3 БАЛЛА
10. Взаимодействие токов
Распределите пары параллельных проводников с током по категориям в зависимости от характера их механического взаимодействия.
Направление токов в проводниках
Результат взаимодействия
Токи направлены в одну сторону
Токи направлены в противоположные стороны
Ток течёт только в одном проводнике
№11 · ТЕРМИНЫ
10 СЛОВ · 3 БАЛЛА
11. Магнитные взаимодействия в технике и теории
Разгадай кроссворд, вспомнив ключевые понятия, связанные с действием магнитного поля на проводник с током, и приборы, в которых это явление используется.
123456789
По горизонтали
Устройство, работа которого основана на вращении рамки с током в магнитном поле.
Единица измерения магнитной индукции в системе СИ.
Замкнутый контур, на который в магнитном поле действует вращающий момент.
Значение силы Ампера при угле в 90 градусов между током и индукцией.
По вертикали
Особый вид материи, создаваемый движущимися электрическими зарядами.
Тригонометрическая функция угла между проводником и линиями поля в законе Ампера.
Математическая характеристика силы Ампера и магнитной индукции.
Устройство в звуковой технике, использующее колебания проводника с током в поле магнита.
Силовая характеристика магнитного поля, входящая в формулу силы Ампера.
Французский физик, в честь которого названа сила взаимодействия поля и тока.