ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ Вспомним: Проводник с током создает в окружающем пространстве магнитное поле! Электрический ток – это движущиеся заряды → движущиеся заряды создают в окружающем пространстве магнитное поле! Магнитное поле характеризуется линиями магнитной индукции, направление которых в пространстве определяется правилом буравчика Если буравчик (шуруп, винт, штопор) с правой нарезкой ввинчивать по направлению тока, то направление вращения рукоятки совпадет с направлением линий магнитной индукции 𝑩 𝑰 Линии магнитной индукции всегда замкнуты Вектор магнитной индукции 𝑩 является силовой характеристикой магнитного поля и направлен по касательной к линии индукции в данной точке Чем выше плотность линий индукции в данной точке, тем больше величина магнитной индукции в этой точке В системе единиц СИ магнитная индукция обозначается символом 𝑩 и называется Тесла (Тл). С помощью маленькой магнитной стрелки, можно в каждой точке пространства определить направление вектора магнитной индукции Лицей 1511 Грушин, Самоварщиков, Шишлакова Физика 10 класс М А Г Н И Т Н О Е П О Л Е 10 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ 22.2. Два одинаковых круговых витка провода с общим центром расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях. Когда по виткам течет одинаковой силы ток, индукция магнитного поля в общем центре витков 𝐵0 = 0,17 мТл. Найти индукцию магнитного поля В в той же точке, когда ток прежней силы течет 𝐵0 = 0,17 ∙ 10−3 Тл лишь по одному витку. 𝐵=? 1. Запишем краткое условие: Магнитное поле кругового тока: 2. Изобразим картинки: Два одинаковых круговых витка с током: П О Л Е 𝑩𝟎 𝑩𝟐 М А Г Н И Т Н О Е I 𝑩𝟏 3. Индукция магнитного поля в общем центре: I 𝐵0 = 𝐵02 = 2𝐵2 → 𝐵= 𝐵12 + 𝐵22 𝐵0 2 = Лицей 1511 Грушин, Самоварщиков, Шишлакова Физика 10 класс но, 𝐵1 = 𝐵2 = 𝐵 → 0,17 ∙ 10−3 Тл = 1,4142 𝐵0 = 2𝐵 2 → 0,12 ∙ 10−3 Тл = 0,12 мТл Ответ: 𝑩 = 0,12 мТл 10 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ 22.3. Дан плоский замкнутый контур произвольной формы, по которому идет ток. Какое направление имеет вектор индукции магнитного поля в точках, лежащих внутри контура, и в точках, лежащих вне контура? 𝑫 𝑰 1. Изобразим плоский контур произвольной формы в плоскости 𝑪 листа: 2. Выделим пространство внутри контура каким-нибудь цветом 3. Подключим источник тока: Если буравчик (шуруп, винт, 4. Определим направление штопор) с правой нарезкой тока: ввинчивать по направлению 5. Рассмотрим небольшой тока, то направление вращения 𝑫 прямолинейный участок AB рукоятки совпадет с направлеконтура: нием линий магнитной 𝑩 индукции 𝑨 𝑰 𝑩 𝑩 𝑨 𝑰 𝑩 𝑰 М А Г Н И Т Н О Е П О Л Е 6. Рассмотрим небольшой прямолинейный участок CD контура: У обоих участков вектор индукции 𝑩 внутри контура направлен от чертежа на нас Ответ: Вектор индукции 𝑩 внутри контура направлен от чертежа на нас ⊙ Вектор индукции 𝑩 вне контура направлен за чертёж от нас ⊗ Лицей 1511 Грушин, Самоварщиков, Шишлакова Физика 10 класс 10 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ 𝐼 = 12 А 𝑎 = 0,15 м 𝐵0 = ? 22.4. Три параллельных прямолинейных проводника большой длины расположены в воздухе на равных расстояниях 𝑎 = 15 см друг от друга. Токи в проводниках одинаковы (𝐼 = 12 А) по величине и направлены: два - в одну сторону, один – в противоположную. Найти индукцию 𝐵0 магнитного поля в точке, расположенной на одинаковом расстоянии от всех трех проводников. 1. Запишем краткое условие: 2. Изобразим проводник с током: 𝑰 𝒓 𝑩 𝟏 ⊗𝑰 𝒓 𝑩 𝒓 𝟑𝟎 𝟎 𝑎 = 0,15 м; 0 – точка равноудаленная от проводников; 𝟎 𝟐 → П О Л Е 1-2-3 равносторонний треугольник со стороной 𝟒 𝟑 3. Изобразим этот же проводник с током перпендикулярно плоскости листа: 4. Изобразим все три проводника в соответствии с условием перпендикулярно плоскости листа: М А Г Н И Т Н О Е 𝒂 = 𝒓𝒄𝒐𝒔𝟑𝟎𝟎 → 𝟐 Лицей 1511 Грушин, Самоварщиков, Шишлакова Физика 10 класс Отрезки 0-1 = 0-2 = 0-3 = 𝒓 . Из треугольника 1-0-4 → 𝒂 𝒓= 𝟐𝒄𝒐𝒔𝟑𝟎𝟎 ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ 10 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ 𝐼 = 12 А 𝑎 = 0,15 м 𝐵0 = ? 22.4. Три параллельных прямолинейных проводника большой длины расположены в воздухе на равных расстояниях 𝑎 = 15 см друг от друга. Токи в проводниках одинаковы (𝐼 = 12 А) по величине и направлены: два - в одну сторону, один – в противоположную. Найти индукцию 𝐵0 магнитного поля в точке, расположенной на одинаковом расстоянии от всех трех проводников. Вспомним: Французские ученые Био и 'Савар установили, что величина магнитной индукции 𝑩 на расстоянии 𝒓 от бесконечно длинного прямолинейного проводника с током определяется выражением: 𝑩 = 𝝁𝟎 𝟏 𝑩𝟏 𝑩𝟐 𝟔𝟎𝟎 𝟔𝟎𝟎 𝟎 𝟑 𝑰 𝟐𝝅𝒓 (где 𝝁𝟎 = 𝟒𝝅 ∙ 𝟏𝟎−𝟕 Гн/м) → В нашем случае: 𝑩𝟎 𝑩𝟑 ПРОДОЛЖЕНИЕ 𝟒 𝒂 → с учетом, 𝒓 = 𝟐𝒄𝒐𝒔𝟑𝟎𝟎 𝝁𝟎 𝑰𝟐𝒄𝒐𝒔𝟑𝟎𝟎 𝑩= = 𝟐𝝅𝒂 М А Г Н И Т Н О Е П О Л Е 4𝜋 ∙ 10−7 ∙ 24 ∙ 0,866 = = 27,7 ∙ 10−6 Тл = 27,7мкТл 2𝜋 ∙ 0,15 Векторы 𝑩𝟏 , 𝑩𝟐 , 𝑩𝟑 равны по модулю, перпендикулярны своим 𝒓 и образуют между собой углы 𝟔𝟎𝟎 → 𝑩𝟎 = 𝑩𝟑 + 𝑩𝟏 𝒄𝒐𝒔𝟔𝟎𝟎 + 𝑩𝟐 𝒄𝒐𝒔𝟔𝟎𝟎 = 𝟐 = 𝑩 + 𝟐𝑩𝒄𝒐𝒔𝟔𝟎𝟎 Лицей 1511 Грушин, Самоварщиков, Шишлакова Физика 10 класс = 27,7 + 2 ∙ 27,7 ∙ 0,5 = 55,4мкТ Ответ: 𝟓𝟓, 𝟒мкТ 10