решить 2 задачи по физике 8 класс

Действие магнитного поля на проводник с током

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, называется силой Ампера.

Сила действия однородного маг­нитного поля на проводник с током прямо пропорциональна силе тока, длине проводника, модулю вектора индукции магнитного поля, синусу угла между вектором индукции магнитного поля и проводником:

F=B.I.ℓ. sin α — закон Ампера.

закон Ампера

Направление силы Ампера (правило левой руки) Если левую руку расположить так, чтобы перпендикулярная составляющая вектора В входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы, действующей на проводник с током.

Направление силы Ампера (правило левой руки)

Действие магнитного поля на движущийся заряд.

Сила, действующая на заряженную движущуюся частицу в магнитном поле, называется силой Лоренца: Сила, действующая на заряженную движущуюся частицу в магнитном поле, называется силой Лоренца

Сила, действующая на заряженную движущуюся частицу в магнитном поле, называется силой Лоренца

Направление силы Лоренца (правило левой руки) Направление F определяется по правилу левой руки: вектор F перпендикулярен векторам В и v..

Направление силы Лоренца (правило левой руки)

Правило левой руки сформулировано для положительной частицы. Сила, действующая на отрицательный заряд будет направлена в противоположную сторону по сравнению сположительным.

Сила, действующая на отрицательный заряд будет направлена в противоположную сторону по сравнению сположительным

Если вектор v частицы перпендикулярен вектору В, то частица описывает траекторию в виде окружности:  

Роль центростремительной силы играет сила Лоренца: Роль центростремительной силы играет сила Лоренца

Роль центростремительной силы играет сила Лоренца

При этом радиус окружности: радиус окружности,

а период обращения период обращения

не зависит от радиуса окружности!

радиус окружности

период обращения

Если вектор скорости и частицы не перпендикулярен В, то частица описывает траекторию в виде винтовой линии (спирали).

Если вектор скорости и частицы не перпендикулярен В, то частица описывает траекторию в виде винтовой линии (спирали)

Действие магнитного поля на рамку с током

На рамку действует пара сил, в результате чего она поворачивается.

Направление вектора силы – правилу левой руки.

F=BIlsinα=ma

M=Fd=BIS sinα - вращающий момент

Действие магнитного поля на рамку с током

Устройство электроизмерительных приборов

1.Магнитоэлектрическая система:

1 - рамка с током; 2 - постоянный магнит; 3 — спиральные пружины; 4 — клеммы;

5 — подшипники и ось; 6 — стрелка; 7 — шкала (равномерная)

Принцип действия: взаимодействие рамки с током и поля магнита.

Угол поворота рамки и стрелки  ~ I..

Устройство электроизмерительных приборов

2. Электромагнитная система:

1 - не­подвижная катушка; 2 - щель (магнит­ное поле); 3 - ось с подшипниками;

4 - сердечник; 5 - стрелка; 6 -шкала; 7 — спиральная пружина

Принцип действия: взаимодействие магнитного поля катушки со стальным сердечником, где Fмаг ~ I.

Электромагнитная система

Использование силы Лоренца

В циклических ускорителях: 1 - вакуум­ная камера; 2 и 3 – дуанты;

4 -  источник заряженных частиц; 5 - мишень.

В циклотроне магнитное поле управляет движением заряженной частицы. Период обращения частицы в цикло­троне: .

Т не зависит от R и υ!

Электрическое поле между дуантами разгоняет частицы, а магнитное поворачивает поток частиц. В момент попадания частиц в ускоряющий промежуток направление электрического поля меняется так, чтобы оно всегда увеличивало скорость частиц.

Использование силы Лоренца

Схема действия масс-спектрографа Для выделения частиц с одинаковой скоростью используют взаимно перпендикулярные магнитные (B1) и электрические (E) поля. Тогда Для выделения частиц с одинаковой скоростью используют взаимно перпендикулярные магнитные (B1) и электрические (E) поля.

Т.к. радиус окружности, то удельный заряд удельный заряд, следовательно  

можно определить удельный заряд частицы, заряд. массу.

Схема действия масс-спектрографа

Движение заряженных частиц в магнитном поле Земли. Вблизи магнитных полюсов Земли космические заряженные частицы движутся по спирали (с ускорением) Одно из основных положений теории Максвелла говорит о том, что заряженная частица, движущаяся с ускорением, является источником электромагнитных волн - возникает т.н. синхротронное излучение. Столкновение заряженных частиц с атомами и молекулами из верхних слоев атмосферы приводит к возникновению полярных сияний.

Объяснение:

1). Объем бруска:

          V = abh = 0,2 · 0,2 · 0,05 = 0,002 (м³) = 2 · 10⁻³ (м³)

   Выталкивающая сила, действующая на брусок в воде:

          Fₐ = ρgV = 1000 · 10 · 2 · 10⁻³ = 20 (H)

   Вес бруска в воде:

          P = mg - Fₐ = 1,8 · 10 - 20 = 18 - 20 = -2 (H)

   Полученное значение означает, что брусок в воде будет плавать, то есть его вес полностью уравновесится выталкивающей силой. Динамометр, на который подвешен брусок, покажет значение 0.

Причем, запаса плавучести бруска хватит на то, чтобы разместить на нем груз, весом 2 Н.

2). В керосине тело утонет, так как плотность тела равна плотности воды. В соленой воде тело будет плавать, чуть поднявшись над поверхностью воды.