В помощь поступающим в вузы. Физика. Молекулярная физика. Тепловые явления. Электричество и магнетизм - Демков В.П.
Скачать (прямая ссылка):
Такую же мощность в этой цепи развивает постоянный ток силой
'д = ^Г> (14.49)
который называют действующим (или эффективным) значением силы тока
(действующее значение синусоидального тока численно равно значению такого
постоянного тока, при котором за время, равное периоду синусоидального
тока, во внешней цепи выделится такое же количество теплоты.) Аналогично
величина ^
Ua = 4f, (14-50)
называется действующим (илн эффективным) значением напряжения.
Выражение для средней мощности (14.47) через действующие значения силы
тока и напряжения примет вид
N - 1д t/д cos ф. (14.51)
Рекомецдации по решению задач
В задачах на расчет индукции магнитного поля, создаваемого несколькими
токами, обязательно нужно использовать рисунок, на котором требуется
изобразить векторы индукции отдельных токов в рассматриваемых точках
поля. При этом особое внимание следует обратить на направление векторов
индукции. В общем случае для определения направления вектора индукции
произвольного прямолинейного участка с током можно воспользоваться
правилом буравчика. Поскольку в рамках школьного курса физики изучаются
магнитные поля лишь бесконечно длинных прямолинейных и круговых токов, то
достаточно запомнить как направлены векторы индукции этих токов (см. рис.
14.5, 14.6). Определив направления векторов индукции всех токов, далее
нужно найти их количественные значения в рассмат-
351
риваемой точке поля по известным формулам (14.3) или (14.4)-<14.5) и
вычислить индукцию магнитного поля, создаваемого всеми токами,
воспользовавшись принципом суперпозиции (14.1).
Большую часть задач по магнетизму составляют задачи, связаные с
определением силового действия магнитного поля иа движущиеся заряды и
токи.
При решении задач иа движение заряженных частиц в магнитных полях нужно
помнить, что:
- если вектор скорости частицы не параллелен вектору индукции
магнитного поля, то частица будет двигаться вокруг силовой линии;
- если скорость частицы перпендикулярна линиям индукции, то ее
траекторией будет окружность постоянного радиуса;
- если скорость частицы направлена под некоторым углом к линиям
индукции, то ее траекторией будет цилиндрическая спираль;
- независимо от направления скорости частицы и направления магнитного
поля сила Лоренца не меняет величину скорости частицы.
При решении таких задач можно придерживаться следующей
последовательности:
1) сделать чертеж, на котором изобразить силовые линии магнитного поля
и вектор начальной скорости частицы;
2) если начальная скорость частицы направлена под углом к линиям
индукции магнитного поля, то ее следует разложить на две составляющие,
одна из которых должна бьггь нал- равлена перпендикулярно векторам
индукции, а вторая - параллельно им. Такое разложение позволяет
представить достаточно сложное движение частицы в магнитном поле в виде
наложения двух более простых: наличие составляющей проводит к движению по
окружности постоянного радиуса, а наличие - к прямолинейному движению
вдоль силовых линий поля;
3) изобразить силы, действующие на частицу в произвольный момент
движения. Для определения направления силы Лоренца следует
воспользоваться правилом левой руки, которую нужно расположить так, чтобы
силовые линии поля входили в ладонь, а пальцы были направлены по
составляющей скорости частицы; если частица имеет положительный заряд, то
отогнутый большой палец укажет направление силы Лоренца; если заряд
отрицательный, то сила Лоренца будет направлена в противоположную
сторону;
4) ввести сопровождающую систему отсчета, направив одну из осей
системы координат по составляющей скорости частицы, вторую - по
составляющей , третью (обычно в такой оси нет необходимости) -
перпендикулярно первым двум;
5) записать уравнение второго закона Ньютона в проекции на оси
выбранной системы координат, дополнив их развернутыми выражениями для
сил, действующих на частицу;
6) при необходимости записать уравнения кинематики и решить систему
уравнений.
При решении задач, в которых рассматривается движение проводников с током
в магнитном поле, можно воспользоваться рекомендациями, предложенными в
книге "Механика", поскольку эти задачи ничем принципиально не отличаются
от задач механики; единственное отличие, которое может быть, это наличие
силы Ампера. При известных токах, текущих в проводниках (если же токи
неизвестны, то для их определения следует воспользоваться законами
постоянного тока) и индукции магнитного поля (если она неизвестна, то ее
требуется предварительно рассчитать), величину силы Ампера можно найти по
формуле (14.8), а ее направление - по правилу левой руки. Если в задаче
рассматривается контур с током или его часть, то значение силы Ампера и
ее направление следует найти для всех прямолинейных проводников. Следует
помнить, что контур с током в магнитном поле силы Ампера
352
будут растягивать или сжимать (но ие то и другое одновременно), и, если
плоскость контура не перпендикулярна линиям индукции, то на контур будет
