Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Сила Ампера. Урок фізики в 11 класі Красненська ЗОШ І-ІІІ ст. Учитель фізики: Скрипка Н.М. с. Красне

Мета уроку : Розкрити залежність сили дії магнітного поля на провідник зі струмом від індукції магнітного поля, сили струму в провіднику, довжини активної частини провідника і кута між напрямом струму в провіднику і напрямом ліній магнітної індукції. Добитися засвоєння і уміння застосовувати в різних ситуаціях правила лівої руки. Розвивати уміння спостерігати, порівнювати і узагальнювати результати експерименту, розвивати в учнів навички самостійного набування знань.

Рухомий електричний заряд Магнітне поле – особлива форма … Правило правого гвинта Правило правої руки Тл

а× б×××× в×××× г×

Між полюсами постійного магніту розміщено провідник зі струмом. Замкнемо ключ. Коли по провіднику проходить струм провідник виштовхується з проміжку між полюсами магніту змінюємо напрям струму провідник втягується у проміжок між полюсами магніту

Змінимо напрям магнітних ліній поля Провідник втягується у проміжок між полюсами магніту Провідник виштовхується з проміжку між полюсами магніту Висновок: На провідник зі струмом у магнітному полі діє сила. Напрям сили, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом, залежить від напряму струму в провіднику та напряму магнітних ліній поля.

Сила, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом, називається силою Ампера. Напрям сили Ампера можна визначити за правилом лівої руки. Правило лівої руки Якщо ліву руку розташувати так, щоб лінії магнітного поля входили в долоню, а чотири витягнуті пальці вказували напрямок струму в провіднику, то відігнутий на 90 0 великий палець укаже напрямок сили Ампера.

Від чого залежить сила Ампера? Дослід 1. Дослідження залежності сили Ампера від сили струму в провіднику. 1.Зібрати експериментальну установку. 2.Движок реостата встановити на максимальний опір. 3.Замкнути електричне коло на декілька секунд. 4. Спостерігаємо відхилення котушки від первинного положення. 5. Дослід повторити при різних значеннях сили струму, яка змінюється за допомогою реостата. Висновок : Дротяний моток відхиляється на більший кут, якщо збільшити силу струму. Сила Ампера збільшується із збільшенням сили струму в провіднику.

Дослід 2. Дослідити залежність сили Ампера від магнітної індукції. Спостерігаємо відхилення котушки від первинного положення спочатку при одному, а потім при двох магнітах. Висновок: Сила Ампера збільшується із збільшенням індукції магнітного поля. Дослід 3. Дослідити залежність сили Ампера від напряму магнітного поля. 1.Змінити відносне розташування мотка і магніту. 2.Вкажіть напрям магнітного поля, напрям струму і передбачуваний рух мотка відносно магніту. Висновок : Якщо напрям магнітної індукції перпендикулярний площі витка, то відхилення максимальне, паралельний – відхилення витка не спостерігається.

Дослід 4. Дослідити залежність сили Ампера від довжини провідника. Спостерігаємо відхилення від первинного положення спочатку однієї котушки, а потім двох котушок, в однаковому магнітному полі. Висновок : Сила Ампера збільшується із збільшенням довжини провідника.

Сила, що діє на провідник зі струмом у магнітному полі, прямо пропорційна силі струму, магнітній індукції, активній довжині провідника і залежить від кута між напрямом струму і напрямом ліній магнітної індукції. провідник розташований паралельно магнітним лініям провідник розташований перпендикулярно до магнітних ліній

І1І1 І1І1 І2І2 І2І2 В1В1 В2В2 F 12 сила струму-в одному напрямку сили ампера – назустріч провідники притягуються сила струму – в різних напрямках сили Ампера – протилежні провідники відштовхуються

У результаті дії сили Ампера рамка зі струмом може обертатися в магнітному полі. Явище обертання рамки зі струмом у магнітному полі використовують у роботі електродвигунів.

1. 2.

S N I 3.4. Знайти напрям сили Ампера F A - до нас

F A – не діє

а ) зменшиться в 4 рази ; б ) збільшиться в 2 рази ; в ) збільшиться в 4 рази ; г ) зменшиться в 2 рази. 1. Як зміниться сила Ампера, що діє на провідник зі струмом в однорідному магнітному полі, при збільшенні індукції магнітного поля в 2 рази? Провідник розташований перпендикулярно до вектора магнітної індукції. Тестові завдання:

а ) зменшиться в 3 рази ; б ) збільшиться в 3 рази ; в ) збільшиться в 9 разів ; г ) зменшиться в 9 разів. 2. Як зміниться сила Ампера, що діє на прямолінійний провідник зі струмом в однорідному магнітному полі, при зменшенні сили струму в провіднику в 3 рази? Провідник розташований перпендикулярно до вектора магнітної індукції.

3. Як зміниться сила Ампера, що діє на прямолінійний провідник зі струмом в однорідному магнітному полі, при збільшенні сили струму в провіднику в 2 рази та зменшенні довжини провідника в 2 рази? Провідник розташований перпендикулярно до вектора магнітної індукції. а) зменшиться в 2 рази; б) збільшиться в 4 рази; в) не зміниться; г) зменшиться в 4 рази.

4. За правилом лівої руки знайти напрям сили Ампера, яка діє на провідник зі струмом у магнітному полі. а) 1;б) 2;в) 3;г) 4.

5. За правилом лівої руки знайти напрям сили Ампера, яка діє на провідник зі струмом у магнітному полі. а) 1;б) 2;в) 3;г) 4.

6. За правилом лівої руки знайти напрям сили Ампера, яка діє на провідник зі струмом у магнітному полі.

7. За правилом лівої руки знайти напрям сили Ампера, яка діє на провідник зі струмом у магнітному полі.

8. За правилом лівої руки знайти напрям сили Ампера, яка діє на провідник зі струмом у магнітному полі.

9. За правилом лівої руки знайти напрям сили Ампера, яка діє на провідник зі струмом у магнітному полі.

Задача 1. Провідник зі струмом силою 14 А вміщений у магнітне поле з індукцією 0,5 Тл. З якою силою діє поле на провідник довжиною 50 см, розміщений під кутом 90 0 до вектора магнітної індукції? Чому дорівнює сила, коли напрям струму утворює з напрямом вектора індукції кут 30 0 ? Чому дорівнює сила, коли провідник зі струмом розміщений вздовж ліній магнітної індукції поля? Розвязування задач. Відповідь: 3,5Н; 1,75Н; 0 Н.

Задача 2. В однорідному магнітному полі з індукцією 0,8 Тл на прямий провідник зі струмом 30А, довжина активної частини якого10см, діє сила 1,5Н. Під яким кутом до вектора індукції розташований провідник? Відповідь: 39 0 Задача 3. Сила струму в горизонтально розташованому провіднику завдовжки 20 см і масою 4 г дорівнює 10 А. Знайти індукцію магнітного поля, в яке потрібно помістити провідник, щоб сила тяжіння урівноважилася силою Ампера. Провідник розташований перпендикулярно до ліній індукції магнітного поля. Відповідь: 20мТл.

Задача 4. Яку роботу виконує однорідне магнітне поле з індукцією 15мТл під час переміщення провідника довжиною 2м зі струмом 10А на відстань 20см у напрямі дії сили? Провідник розташований під кутом 30 0 до ліній індукції магнітного поля. Відповідь: 30мДж.

- в цих приладах використовується взаємодія постійного магніту і котушки зі струмом ( дротяної рамки, до якої прикріплені дві пружини, через які підводять струм до рамки ); - прилади чутливі, добре захищені від впливу зовнішніх магнітних полів, споживають мало енергії, але придатні для вимірювання лише в колах постійного струму.

- в цих приладах використовується обертання однієї рамки зі струмом у магнітному полі другої ; - дані прилади вимірюють в основному потужність у колах постійного ї змінного струмів.

- в цих приладах використо - вується втягування осердя в електромагніт ; - прилади прості за конструк - цією, придатні для постійно - го і змінного струмів, хоча менш точні.

- перетворює електричну енергію у механічну ; - струм до рамки підводиться за допомогою ковзних контак - тів - щіток ; - спеціальний пристрій колек - тор періодично змінює напрям струму в рамці і забезпечує неперервне обертання рамки ; - в потужних двигунах для створення магнітного поля використовується електро - магніт.

- перетворює електричні коливання низької частоти у звукові хвилі ; - звукова котушка з мідного дроту з єднана з пружною мембраною і конічним дифузором, розміщена у зазорі сильного кільцевого постійного магніту ; - під час проходження струму котушка коливається з частотою коливань сили струму ; - коливання котушки разом з дифузором створюють звукові хвилі.

Домашнє завдання 1) Вивчити §26- §28 (за підручником С.У. Гончаренка) 2) Розвязати задачі: Впр. 14(1) – середній рівень (ст. 88) Впр. 14(2) – достатній рівень (ст.88) Впр. 14(3) – високий рівень (ст.88)