Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Славов А.В. -> "Сборник задач по физике" -> 81

Сборник задач по физике - Славов А.В.

Славов А.В., Спивак В.С., Цуканов В.В. Сборник задач по физике — МЦНМО, 1998. — 400 c.
Скачать (прямая ссылка): sbornikzadachpofizike1998.djvu
Предыдущая << 1 .. 75 76 77 78 79 80 < 81 > 82 83 84 85 86 87 .. 126 >> Следующая

перпендикулярна вектору В поля, и минимально (равно нулю) в положении
устойчивого равновесия рамки.
Из опыта следует, что магнитная индукция является силовой
характеристикой, так как ее значение В равно отношению максимального
момента сил Мпих, действующих на рамку с током в магнитном поле, к
произведению силы тока I в рамке на площадь рамки S:
В = ^m:ix
IS
В СИ за единицу измерения магнитной индукции принимается тесла (Тл);
[м] Н
М=
= Тл.
В качестве удобного способа изображения магнитных полей пользуются
линиями магнитной индукции - линиями, в каждой точке ко-
234
Ik
Рис. 69
торых вектор магнитной индукции касателен к ним. Линии магнитной индукции
всегда замкнуты, либо уходят в бесконечность, а густота линий
пропорциональна модулю магнитной индукции.
Линии магнитной индукции, изображающие магнитное поле, образованное
прямым бесконечно длинным проводом с током, представлены на рис. 69.
Направление линий магнитной индукции определяется правилом буравчика:
если вращать рукоятку буравчика так, чтобы поступательное движение его
острия совпало с направлением тока в проводе, то направление вращения
рукоятки буравчика укажет направление линий магнитной индукции.
Значение магнитной индукции В в данной точке поля, удаленной на
расстояние г от провода, прямо пропорционально силе тока I в проводе и
обратно пропорционально расстоянию г :
2т-
где Pq = 4л-10-7 Г н/м - магнитная постоянная.
Из последнего равенства следует, что с увеличением расстояния г от
провода значение магнитной индукции В уменьшается. Это означает, что поле
прямого тока является неоднородным магнитным полем. Магнитное поле
называется однородным, если во всех точках пространства, где это поле
присутствует, В = const. Линии магнитной индукции однородного поля
параллельны и равноотстоят друг от друга. Такое поле может быть получено
в центральной части между плоскими параллельными полюсами постоянного
магнита (рис. 70) или внутри длинного соленоида с током (рис. 71).
Магнитная индукция внутри длинного соленоида определяется равенством 5 =
Ро/и,
235
где / - сила тока, протекающего по виткам соленоида; п - величина,
численно равная количеству витков, приходящихся на единицу длины
соленоида (плотность намотки). Направление В внутри соленоида совпадает с
направлением нормали Я к отдельному витку с током.
На тОк в магнитном поле действует сила. Ее значение определяется по
закону Ампера. Закон Ампера устанавливает связь между силой Ампера Fa ,
действующей на линейный проводник в магнитном поле, силой тока 1 в
проводнике, длиной проводника I, значением магнитной индукции поля В и
углом а между направлением проводника (это направление выбирается
совпадающим с направлением тока в проводнике)
и направлением вектора магнитной индукции В :
Fa=IIB sina.
Направление силы F. определяется по пра-
X X X X X X
в илу левой руки, которое гласит: если располо-х жить кисть левой руки
так, чтобы вектор х магнитной индукции поля входил в ладонь, а четыре
пальца руки были направлены по току, х то отогнутый под прямым углом
большой палец левой руки укажет направление силы Ампера (рис. 72).
Существует еще один способ установить физический смысл магнитной индукции
- с помощью закона Ампера. Из него значение магнитной индукции
определяется как отношение максимальной силы, действующей на проводник с
током, к произведению силы тока I в проводнике на его длину I:
Из этой формулы следует, что магнитная индукция является силовой
характеристикой магнитного поля, так как она численно равна силе,
действующей в магнитном поле на проводник единичной длины е единичной
силой тока.
Пример 53. Прямой проводник длиной / = 20 см и массой т = 5 г подвешен
горизонтально на двух легких нитях в однородном магнитном поле, линии
индукции которого направлены горизонтально и перпендикулярно к проводнику
(рис. 73). Какой силы ток необходимо пропустить по проводнику, чтобы одна
из нитей оборвалась? Значение магнитной
236
индукции Л=0,05Тл, максимально допустимая нагрузка на каждую из нитей
подвеса Го=0,04 Н.
Дано: т = 5 г,
/=20 см,
Я=0,05Тл,
Г0=0,04 Н
/-.?
Проводник покоится. Из второго закона Ньютона следует, что 0 = 2Т + mg+
FK. Проецируя векторные компоненты уравнения на ось X, имеем 0 = 2 T-mg-
FA, откуда
Т - -'> где /гд = HBs\n~ . Для разрыва одной из нитей сила натяжения Г
должна быть больше (или в предельном случае равна) максимально допустимой
силе Г0, т. е. Г = ГГ^ + -- > Г0. Таким образом,
2 У /и
/ > -2-ШМ. Подставляя численные значения, получаем /> 3,1 А.
. I" .
Если в однородном магнитном поле движется заряд q со скоростью v , то на
него со стороны поля действует сила Лоренца, значение которой следует из
формулы
л_
Fn = qvBsin(v,B).
Для определения направления силы Лоренца справедливо правило левой руки с
одним уточнением: четыре пальца кисти левой руки следует направлять по
скорости положительного или против скорости отрицательного зарядов (рис.
74,а,б). Тогда большой палец, отогнутый на угол 90° от остальных пальцев
Предыдущая << 1 .. 75 76 77 78 79 80 < 81 > 82 83 84 85 86 87 .. 126 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed