Магнитная индукция, сила Ампера и сила Лоренца: 11 класс
Узнаём, как описать магнитное поле числом и направлением и как оно действует на ток и на летящие заряды. Ниже — кратко о главном, таблица, формулы и частые ошибки.
Все 12 заданий темы — в полном тренажёре
- Подсказка и пошаговое решение каждой задачи
- 5 уроков с теорией и чертежами
- Отчёт для родителя: что решено и где ошибки
Пробуйте. Условия — для родителей
Уровни сложности
В теме 12 заданий на 4 уровнях: разминка, основной, сложный, со звёздочкой.
Магнитная индукция, сила Ампера и сила Лоренца — кратко
Узнаём, как описать магнитное поле числом и направлением и как оно действует на ток и на летящие заряды.
- B = FmaxI · l[B] = 1 Тл = 1 НА · м
- FA = B · I · l · sin α
- Определение
Вектор магнитной индукции B — силовая характеристика магнитного поля. Его направление совпадает с направлением от южного полюса S к северному полюсу N свободной магнитной стрелки, помещённой в эту точку. Его модуль равен отношению наибольшей силы, действующей на отрезок проводника с током, к произведению силы тока на длину отрезка: B = FmaxI · l.
- Закон Ампера
На отрезок проводника длиной l с током I в однородном магнитном поле с индукцией B действует сила Ампера FA = B · I · l · sin α, где α — угол между направлением тока и вектором B.
- Сила Лоренца
На частицу с зарядом q, которая движется со скоростью v в магнитном поле с индукцией B, действует сила Лоренца FЛ = |q| · v · B · sin α, где α — угол между векторами v и B.
- Частица в однородном магнитном поле
Заряженная частица, влетевшая в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции, равномерно движется по окружности радиуса r = m · v : (|q| · B) с периодом T = 2π · m : (|q| · B). Период не зависит от скорости частицы.
- Определение
Магнитная проницаемость вещества μ — величина, показывающая, во сколько раз индукция магнитного поля в однородном веществе отличается от индукции того же поля в вакууме: μ = B : B0.
Магнитная индукция, сила Ампера и сила Лоренца в таблице
| Вид вещества | μ | Примеры | Поведение в поле |
|---|---|---|---|
| диамагнетики | чуть меньше 1 | медь, вода, висмут, золото | слегка ослабляют поле, выталкиваются из сильного поля |
| парамагнетики | чуть больше 1 | алюминий, кислород, платина | слегка усиливают поле, слабо втягиваются |
| ферромагнетики | сотни и тысячи | железо, никель, кобальт, их сплавы | сильно усиливают поле, притягиваются магнитом |
Пример с ответом
Условие. На отрезок провода длиной 0,4 м с током 3 А, расположенный поперёк линий индукции, действует сила 0,06 Н. Найдите индукцию поля.
Ответ. 0,05 Тл.
3 шага с пояснениями — в полном тренажёре, в уроке «Магнитное поле и его индукция».
Открыть разбор →Частые ошибки
-
Ошибка 1Снаружи магнита линии идут от N к S, но внутри магнита они продолжаются от S к N и замыкаются. Магнитных «зарядов», на которых линии могли бы обрываться, нет.
-
Ошибка 2Сила растёт пропорционально току, а отношение B = Fmax : (I · l) остаётся тем же. Индукцию создаёт источник поля — магнит или другой ток, а не пробный провод.
-
Ошибка 3α — угол между проводником и вектором B, а не между проводником и перпендикуляром к линиям. Провод вдоль линий: α = 0, сила равна нулю.
Физика · 11 класс
Что внутри темы
- Урок 1Магнитное поле и его индукция
- Урок 2Сила Ампера
- Урок 3Сила Лоренца
- Урок 4Движение заряженных частиц в магнитном поле
- Урок 5Магнитные свойства вещества
В полном тренажёре — 5 уроков с теорией и чертежами, задания 3 уровней, подсказки и разбор каждой задачи.
Чему научится ученик
- Определять направление вектора магнитной индукции по правилу буравчика
- Вычислять модуль индукции по силе, действующей на проводник
- Вычислять силу Ампера F = B · I · l · sin α и находить её направление
- Вычислять силу Лоренца и радиус окружности, по которой движется частица
- Объяснять работу масс-спектрографа и циклотрона
- Различать диа-, пара- и ферромагнетики
Ключевые понятия:магнитное полевектор магнитной индукциитеслалинии магнитной индукцииправило буравчикасила Ампераправило левой рукисила Лоренцациклотронмасс-спектрографмагнитная проницаемостьдиамагнетикпарамагнетикферромагнетикточка Кюри
Что требует школьная программа
Описывать магнитное поле с помощью вектора магнитной индукции и линий индукции; определять направление индукции по правилу буравчика; вычислять силу Ампера и определять её направление по правилу левой руки; вычислять силу Лоренца и описывать движение заряженной частицы в однородном магнитном поле; различать диа-, пара- и ферромагнетики и объяснять применение ферромагнетиков.
Что повторить и что дальше
Электромагнитная индукцияФизика, 8 класс
Физика, 11 классВопросы
Магнитная индукция, сила Ампера и сила Лоренца · 11 классВ каком классе проходят тему «Магнитная индукция, сила Ампера и сила Лоренца»?
В 11 классе, предмет «Физика».
Что повторить перед этой темой?
Электромагнитная индукция (8 класс).
Что можно решить бесплатно?
Несколько задач прямо на этой странице. Подсказки, пошаговые решения и задания всех уровней — в полном тренажёре, первые 14 дней бесплатно.
Все темы 11 класса и отчёт для родителя
Первые 14 дней полный тренажёр бесплатно.
