Где можно одновременно обнаружить и электрические, и магнитные поля?
Существует ли ответ на этот вопрос? Где могут одновременно действовать электрические и магнитные поля, какие примеры?
Есть варианты ответа:
- Возле неподвижной заряженной частицы или неподвижного магнита.
- Только вблизи движущейся заряженной частицы.
- Только вблизи потока заряженных частиц.
- Возле подвижной заряженной частицы и потока заряженных частиц.
Дело в том, что там, где есть электрический ток, там обязательно сосуществует и электрическое, и магнитное поле.
Чтобы понять где можно найти эти два поля одновременно, нужно разобраться и вспомнить что такое электричество, ток.
Это движение частиц с зарядом.
Выходит, что первый вариант сразу отпадает, так как неподвижная частица не образует электрическое поле.
Электрический ток — это движение не одной частицы, а целого потока, состоящего из этих частиц. Выходит, что правильный вариант последний (4 или Г) — электрическое поле появляется возле движущихся части и потока, а вместе с ним образуется и магнитное поле.
Где можно одновременно обнаружить и электрические, и магнитные поля?
Существует ли ответ на этот вопрос? Где могут одновременно действовать электрические и магнитные поля, какие примеры?
Есть варианты ответа:
- Возле неподвижной заряженной частицы или неподвижного магнита.
- Только вблизи движущейся заряженной частицы.
- Только вблизи потока заряженных частиц.
- Возле подвижной заряженной частицы и потока заряженных частиц.
Дело в том, что там, где есть электрический ток, там обязательно сосуществует и электрическое, и магнитное поле.
Чтобы понять где можно найти эти два поля одновременно, нужно разобраться и вспомнить что такое электричество, ток.
Это движение частиц с зарядом.
Выходит, что первый вариант сразу отпадает, так как неподвижная частица не образует электрическое поле.
Электрический ток — это движение не одной частицы, а целого потока, состоящего из этих частиц. Выходит, что правильный вариант последний (4 или Г) — электрическое поле появляется возле движущихся части и потока, а вместе с ним образуется и магнитное поле.
В случаях, если это движение не скомпенсировано движением положительно заряженных частиц либо же движением электронов, но в противоположную сторону. В последнем случае всё определяется масштабом системы наблюдения. Бифилярная обмотка как раз пример такой системы, где электроны движутся в противоположных направлениях, поэтому результирующее магнитное поле практически отсутствует. Но на «микроуровне», то есть на масштабах, сопоставимых или даже меньших расстояния между проводниками такой обмотки, магнитное поле уже присутствует.
Движение зарядов есть ток, а ток всегда порождает магнитное поле. Это тупо следует из уравнений Максвелла.
Для начала рисунок. Нет рисунка — нет задачи.
При течении тока в проводнике в магнитном поле на проводник действует сила Ампера. Определим её направление по правилу левой руки: линии магнитной индукции входят в ладонь, четыре пальца направляем по току, тогда оттопыренный большой палец покажет направление силы Ампера. Запишем второй закон Ньютона. По условию задачи сила Ампера должна только-только компенсировать силу трения и часть силы тяжести (в проекции на ось х).
Распишем силу Ампера, и силу трения. Силу реакции опоры найдём, как проекцию силы тяжести на ось у.
Выражаем индукцию магнитного поля.
Примечание: в условии указанно, что линии магнитной индукции направленны перпендикулярно плоскости рельса, поэтому мы воспользовались формулой Fa=IBL, которая является частным случаем формулы Fa=IBL*sin(x), где x — угол между линиями магнитной индукции и горизонтом (в нашем случае плоскостью рельса), по условию x=90, отсюда синус становится равным 1.
1. Магнитное и электрическое поля одновременно можно обнаружить:А. Возле неподвижной заряженной частицы или неподвижного магнита.
Г. Возле подвижной заряженной частицы и потока заряженных частиц.
2. Какие преобразования энергии происходят в электрической плитке?
3. Магнитные полюсы катушки с током не переменятся, если:
А. Вставить в катушку железный стержень.
Б. Вынуть из нее железный стержень.
В. Изменить направление тока в ней.
Г. Верны ответы А и Б. 5. В однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл находится проводник с током. Длина проводника равна 1,5 м. Он расположен перпендикулярно к линиям магнитной индукции. Определите силу тока в проводнике, если на него действует сила 1,5 Н.
6. На рисунке показан график зависимости напряжения на концах катушки с током от времени. Определите амплитуду, период и частоту колебаний напряжения.
^ 7. Расстояние от Земли до Солнца равно 15 • 1010м. Сколько времени потребуется свету, чтобы преодолеть его? Скорость света считать равной 3 • 108 м/с.
8. На какой частоте должен работать радиопередатчик, чтобы длина излучаемых им электромагнитных волн была равна 49 м?
1. Магнитное и электрическое поля одновременно можно обнаружить:
Г. Возле подвижной заряженной частицы и потока заряженных частиц.
2. Какие преобразования энергии происходят в электрической плитке?
электрическая во внутреннюю(тепловую)
3. Магнитные полюсы катушки с током не переменятся, если:
Г. Верны ответы А и Б.
5. В однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл находится проводник с током. Длина проводника равна 1,5 м. Он расположен перпендикулярно к линиям магнитной индукции. Определите силу тока в проводнике, если на него действует сила 1,5 Н.
F = B I L sin90 = 0.1*1.5*1.5*1 = 0,225 H
6. На рисунке показан график зависимости напряжения на концах катушки с током от времени. Определите амплитуду, период и частоту колебаний напряжения.
НЕТ рисунка — НЕТ решения
7. Расстояние от Земли до Солнца равно 15 • 1010м. Сколько времени потребуется свету, чтобы преодолеть его? Скорость света считать равной 3 • 108 м/с.
t = S/ c = 15 • 10^10 м / 3 • 10^8 м/с.= 500 c = 8,3 мин
8. На какой частоте должен работать радиопередатчик, чтобы длина излучаемых им электромагнитных волн была равна 49 м?
Способы обнаружения магнитного поля
Магнитное поле — физическое поле, которое действует только на движущиеся заряды (токи) и тела, обладающие магнитным моментом. Источники магнитного поля — постоянные магниты или электрический ток.
Магнитный момент — векторная величина, характеризующая магнитные свойства тел и частиц вещества.
Магнитное поле характеризуется магнитной индукцией \(\overrightarrow B\) , измеряющейся в теслах (Тл).
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Еще одной характеристикой магнитного поля служит напряженность \(\overrightarrow Н\) , она измеряется в эрстедах и гаммах.
Единица напряженности магнитного поля — эрстед (Э) — названа по имени датского физика Ханса Кристиана Эрстеда.
Гамма, \(\gamma\) — стотысячная доля эрстеда. \(\overrightarrow Н\) — скорее вспомогательная характеристика, так как физически корректные и осмысленные методы измерения предполагают нахождение именно \(\overrightarrow B\) , но \(\overrightarrow Н\) иногда оказывается удобнее для расчетов.
Суть ориентирующего действия магнитного поля
Магнитный диполь — неразделимая совокупность двух магнитных полюсов, северного и южного, находящихся на расстоянии друг от друга.
Существование монополей, магнитов с одним полюсом, невозможно, поскольку магнитные силовые линии всегда являются замкнутыми. Полюсы магнита всегда направлены на север и на юг, если на магнит оказывает действие только геомагнитное поле Земли. Даже если разломать прямой или дугообразный магнит, каждая его из частей сохранит полярность и не станет монополем.
Способы обнаружения магнитного поля
Обнаружение того факта, что некоторые предметы, например, натертый тканью янтарь, способны притягивать другие предметы, произошло еще в античные времена, а возможно, и раньше. Тем не менее органы чувств человека не позволяют ему ощутить магнитное поле, поэтому выявление его наличия возможно только по его воздействию на движущиеся электрические заряды или магниты, которые перемещаются в пространстве.
Как действует на заряженные частицы
На заряженную частицу, которая движется в магнитном поле, воздействует сила Лоренца. В системе СИ она описывается следующим выражением:
Квадратные скобки здесь обозначают векторное произведение.
Как действует на токи
Поскольку на любую движущуюся заряженную частицу в магнитном поле воздействует сила Лоренца, она будет воздействовать и на проводник, по которому идет ток. Сложив силы, влияющие на отдельные движущиеся заряды, можно вычислить силу Ампера — силу, с которой поле воздействует на проводник. Формула для ее вычисления:
\(d\overrightarrow F\;=\;Id\overrightarrow l\;\times\;\overrightarrow B\)
\(I\) здесь — сила тока, протекающего через проводник; \(l\) — вектор длины проводника, направленный в ту же сторону, куда течет ток; \(В\) — магнитная индукция.
Воздействие токов на магниты
Есть простой способ увидеть магнитные силовые линии — достаточно насыпать на лист железные опилки и положить постоянный магнит рядом с ними, или пропустить сквозь центр листа, перпендикулярно его поверхности, провод под током. Опилки намагнитятся и сами распределятся по листу, создав окружности вокруг магнита или провода. А с помощью глицерина, обладающего подходящими вязкостью и прозрачностью, можно создать условия для наблюдения магнитных силовых линий в объеме.
Намагниченная стрелка всегда отклоняется при попадании в электромагнитное поле, при этом направление отклонения зависит от направления тока, идущего по проводнику. Величина отклонения стрелки при этом пропорциональна напряженности магнитного поля. Именно на основе этого свойства намагниченных предметов были созданы первые детекторы магнитных полей. Приборы такого типа, где величина отклонения стрелки измеряется оптической системой, обеспечивают чувствительность до 4–5 \(\gamma\) .
Если поместить намагниченный предмет внутрь проволочной спирали, по которой идет ток, намагничивание усилится. Подобное взаимодействие впервые обнаружил Ампер. На основе этого свойства магнитов работают более чувствительные устройства, которые представляют собой два стержня с обмотками, поверх которых надета измерительная катушка. Когда на обмотки подают ток, стержни намагничиваются, и в катушке возникает напряжение. Если подобрать такую величину тока и его частоту, что поле катушки скомпенсируется геомагнитным полем в опорном пункте, напряжение не появится. Но если геомагнитное поле изменится при перемещении к другому пункту, изменится и намагниченность стержней, соответственно в катушке появится сигнал.