Билет 11.Сила Лоренца. Правило левой руки — КиберПедия

 

Сила Лоренца

— сила, действующая со стороны магнитного поля на движущуюся электрически заряженную частицу.

где q — заряд частицы;
V — скорость заряда;
B — индукции магнитного поля;
a — угол между вектором скорости заряда и вектором магнитной индукции.

Направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки:

Если поставить левую руку так, чтобы перпендикулярная скорости составляющая вектора индукции входила в ладонь, а четыре пальца были бы расположены по направлению скорости движения положительного заряда (или против направления скорости отрицательного заряда), то отогнутый большой палец укажет направление силы Лоренца

.

Так как сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости заряда, то она не совершает работы (т.е. не изменяет величину скорости заряда и его кинетическую энергию).

Если заряженная частица движется параллельно силовым линиям магнитного поля, то Fл = 0 , и заряд в магнитном поле движется равномерно и прямолинейно.

Если заряженная частица движется перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, то сила Лоренца является центростремительной

и создает центростремительное ускорение равное

В этом случае частица движется по окружности.

.

Согласно второму закону Ньютона: сила Лоренца равнв произведению массы частицы на центростремительное ускорение

тогда радиус окружности

а период обращения заряда в магнитном поле

Так как электрический ток представляет собой упорядоченное движение зарядов, то действие магнитного поля на проводник с током есть результат его действия на отдельные движущиеся заряды.

 

Билет 12.ЭДС индукции в движущихся проводниках.

Прямолинейный проводник АВ движется в магнитном поле с индукцией В по проводящим шинам, которые замкнуты на гальванометр.

 

На электрические заряды, перемещающиеся вместе с проводником в магнитном поле, действует
сила Лоренца:

Fл = /q/vB sin a

 

q – заряд (Кл)

V – скорость (м/с)

B – магнитная индукция (Тл)

Её направление можно определить по правилу левой руки.

Под действием силы Лоренца внутри проводника происходит распределение положительных и отрицательных зарядов вдоль всей длины проводника l.
Сила Лоренца является в данном случае сторонней силой, и в проводнике возникает ЭДС индукции, а на концах проводника АВ возникает разность потенциалов.

Причина возникновения ЭДС индукции в движущемся проводнике объясняется действием силы Лоренца на свободные заряды.


ЗАДАНИЕ.

1. При каком направлении движения контура в магнитном поле в контуре будет возникать индукционный ток?

2. Укажите направление индукционного тока в контуре при введении его в однородное магнитное поле.

3. Как изменится магнитный поток в рамке, если рамку повернуть на 90 градусов из положения 1 в положение 2 ?

4. Будет ли возникать индукционный ток в проводниках, если они движутся так, как показано на рисунке?

5. Определить направление индукционного тока в проводнике АБ, движущемся в однородном магнитном поле.

6. Указать правильное направление индукционного тока в контурах.

 

 

cyberpedia.su

2.2. Закон электромагнитной индукции

Если
при изменении магнитного потока в
контуре возникает электрический ток,
то должна быть и ЭДС (электродвижущая
сила),
называемая ЭДС
индукции.

Закон
электромагнитной индукции
:
ЭДС
индукции
в
замкнутом контуре равна скорости
изменения магнитного потока через
поверхность, ограниченную этим контуром

.

Знак
(-) в этой формуле определяет правило
Ленца.

ЭДС
индукции измеряется в вольтах (В). Таким
образом, при скорости изменения магнитного
потока 1 Вб/с в контуре индуцируется
ЭДС, равная 1 В.

Если
имеется не один контур, а
последовательно
соединенных контуров, охватывающих
один и тот же магнитный поток, то общая
ЭДС индукции
враз больше ЭДС индукции в одном контуре

.

ЭДС
индукции приводит к возникновению в
контуре электрического тока, который,
протекая по проводникам, совершает
работу. При этом выделяется тепловая
энергия (джоулево тепло). Это широко
используется в технике, например, в
индукционных печах для плавления
металлов.

ЭДС
индукции возникает также на концах
проводника, движущегося в магнитном
поле со скоростью
при пересечении проводником силовых
линий магнитного поля. На рис. 10 показан
проводник длиной,
движущийся вправо в магнитном поле,
вектор индукциикоторого
направлен от «нас».

Для
движущегося в магнитном поле проводника
ЭДС индукции

,

где
— это угол между направлением,— длина проводника.

Рис.
10. Возникновение ЭДС индукции в проводнике,
движущемся в магнитном поле.

2.3. Явление самоиндукции

Если
в замкнутом контуре площадью
протекает изменяющийся со временем ток,
создающий
магнитное поле
,
то
внутри контура возникнет и изменяющийся
со временем магнитный поток
.
Поскольку в этом случае магнитное поле
создается током, протекающим в контуре,
то магнитный поток будет прямо
пропорционален этому току,
а
в качестве коэффициента пропорциональности
выступает физическая величина, получившая
название индуктивности
контура.
Индуктивность обозначается буквой
,
измеряется вгенри

:

Физический
смысл индуктивности не сложно определить,
исходя из формулы для индуктивности:

.

Индуктивность
– это физическая величина, численно
равная магнитному потоку, пронизывающему
замкнутый контур при токе в нем, равном
1 А.

При
изменении силы тока в контуре происходит
изменение магнитного потока, создаваемого
этим током. Изменение магнитного потока,
пронизывающего катушку, должно вызывать
появление ЭДС индукции в катушке.

Самоиндукция

явление возникновения ЭДС индукции в
самом контуре при протекании в нем
изменяющегося со временем электрического
тока.

ЭДС
самоиндукции

(В) прямо пропорциональна индуктивности
контура и скорости изменения силы тока
в нем:

.

Знак минус в формуле обусловлен правилом
Ленца и показывает, что наличие
индуктивности в контуре приводит к
замедлению изменения тока в нем. Т.е.
ЭДС самоиндукции препятствует нарастанию
силы тока при включении и убыванию силы
тока при выключении электрической цепи.

Если,
например, ток возрастает,
<0,
тогда ток самоиндукции направлен
навстречу току, обусловленному внешним
источником, и тормозит его возрастание.

Контур
с током всегда окружен магнитным полем,
причем оно появляется и исчезает вместе
с появлением и исчезновением тока.
Магнитное поле, подобно электрическому,
является носителем энергии.

Энергия
магнитного поля определяется формулой

.

studfiles.net

Магнитная сила Лоренца. Формула. Электрон. Индукция магнитного поля. Правило руки буравчика

Как уже было сказано ранее, магнитное поле действует на движущийся заряд. В ряде экспериментов было показано, что при влёте в магнитное поле заряженной частицы, её траектория искривляется (т.е. отклоняется от прямой). Вследствие знания второго закона Ньютона и наличия центростремительного ускорения (т.к. тело движется по кривой), такое движение объясняется наличием силы — силы Лоренца.

Значение модуля этой силы:

(1)

Рис. 1. Сила Лоренца

Направление силы Лоренца — перпендикуляр к касательной траектории (т.е. перпендикуляр к скорости в данный момент). Однако в плоскости рисунка возможны два направления для перпендикуляра. Какое из них выбрать — вопрос заряда и правила левой руки. Пусть положительный заряд

влетает в магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции () со скоростью . Поле направлено перпендикулярно поверхности «на нас». Тогда, согласно правилу левой руки, сила Лоренца направлена как показано на рисунке 1. Дальнейшее движение заряда, в нашем случае, — движение по окружности.

В случае, если движущийся заряд будет отрицательным, направление силы изменяется на противоположное.

Правило левой руки для силы Лоренца: ориентируем руку так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь. Четыре пальца руки сонаправляем с вектором скорости частицы, тогда противопоставленный большой палец указывает на направление силы Лоренца для положительно заряженной частицы. Направление силы Лоренца для отрицательно заряженной частицы противоположно.

Задачи на силу Лоренца можно условно разделить на два типа:

  • направление скорости перпендикулярна линиям магнитной индукции (тогда задача сводится к записи второго закона Ньютона и плану решения задач по динамике) и фактически рисунка 1,
  • направление скорости составляет угол  с линиями магнитной индукции. Тогда заряженное тело будет двигаться по спирали (рис. 2).

Рис. 2. Сила Лоренца (Спираль)

Для решения второго типа задач рассматривается логика движения тела, брошенного под углом к горизонту. Т.е. мысленно разделяем движение на две оси (вдоль и перпендикулярно полю) и анализируем движение: одно — движение по окружности, второе — прямолинейное.

Вывод: задачи на силу Лоренца (1) практически идентичны друг другу. Обычно решаются через второй закон Ньютона и определение центростремительного ускорения. Надо чётко различать задачи, в которых частица движется в магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции (тогда тело движется по окружности) или влетает в поле под углом к линиям магнитной индукции (тогда частица движется по винтовой траектории).

Поделиться ссылкой:

www.abitur.by

В чем отличия правила левой руки для силы Лоренца от правила левой руки для силы ампера

Ничем, собственно. Сила Ампера — результат сложения множества сил Лоренца, действующих на носители заряда в проводнике, помещенном во внешнее магнитное поле.
Нужно заменить I*L на q*v, т. е. пальцы левой руки нужно располагать по направлению движения заряда (положительного) или противоположно направлению движения заряда (отрицательного). Все остальное не изменяется.
Кстати, AFAIR, в англоязычной литературе нет разделения на силу Лоренца и силу Ампера, там и то, и другое называется силой Лоренца.

ЛУЧШИЙ ОТВЕТ
Светлана Кутузова 8 лет назад
Мастер (1734)
Сила Ампера определяет действие на участок проводника с током, помещённый в магнитное поле, а сила Лоренца определяет действие этого поля на попавшую в него заряженную частицу. Да, от формулы для силы Ампера переходят путём простых действий к формуле для силы Лоренца. Обе силы определяются по правилу левой руки. Обе силы широко применяются в технике.
3 Нравится Пожаловаться
2 ОТВЕТА
Вектор 8 лет назад
Гуру (3059)
Лоренц родился в Альтенберге, а Ампер с Лиона. Удачи!
1 Нравится Пожаловаться

Возьми мягкий провод, состоящий, как и положено, из отдельных проводников, свитых между собой. Посмотри на него с одного торца и определи, по часой ли стрелке намотка у него? А теперь на другом торце обнаружь, что там намотка точно в противоположном направлении.

Разница право-лево очень часто встречается в химии и физике. В твоём примере она идёт из-за противодействия одного процесса другому — в одном случае надо затрачивать работу, а в другом она совершается. В этом и состоит противоположность процессов.

Сила Ампера: это сила, действующая на проводник с током, помещенный в магнитное поле.
Сила Лоренца: это сила, действующая на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля.

Удачи.

Поток катеонов стабильный

Сила Ампера определяет действие на участок проводника с током, помещённый в магнитное поле, а сила Лоренца определяет действие этого поля на попавшую в него заряженную частицу. Да, от формулы для силы Ампера переходят путём простых действий к формуле для силы Лоренца. Обе силы определяются по правилу левой руки. Обе силы широко применяются в технике.

touch.otvet.mail.ru

Левой руки правило — это… Что такое Левой руки правило?



Левой руки правило
        удобное для запоминания правило для определения направления механической силы, которая действует на находящийся в магнитном поле проводник с током. Л. р. п. можно сформулировать следующим образом: если расположить левую ладонь так, чтобы вытянутые пальцы совпадали с направлением тока, а силовые линии магнитного поля входили в ладонь, то отставленный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник. При применении Л. р. п. для определения направления силы, действующей на электрон или отрицательный ион, движущийся в магнитном поле, необходимо учитывать, что направление движения электрона противоположно общепринятому условному направлению электрического тока. Л. р. п. определяет направление действия магнитной части Лоренца силы (См. Лоренца сила).

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия.
1969—1978.

  • Левобережная Украина
  • Левомицетин

Смотреть что такое «Левой руки правило» в других словарях:

  • ЛЕВОЙ РУКИ ПРАВИЛО — определяет направление силы, которая действует на находящийся в магнитном поле проводник с током. Если ладонь левой руки расположить так, чтобы вытянутые пальцы были направлены по току, а силовые линии магнитного поля входили в ладонь, то… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ЛЕВОЙ РУКИ ПРАВИЛО — для определения направления механич. силы, к рая действует на находящийся в магн. поле проводник с током: если расположить левую ладонь так, чтобы вытянутые пальцы совпадали с направлением тока, а силовые линии магн. поля входили в ладонь, то… …   Физическая энциклопедия

  • левой руки правило — определяет направление силы, которая действует на находящийся в магнитном поле проводник с током. Если ладонь левой руки расположить так, чтобы вытянутые пальцы были направлены по току, а силовые линии магнитного поля входили в ладонь, то… …   Энциклопедический словарь

  • Левой руки правило — Прямой провод с током. Ток (I), протекая через провод, создаёт магнитное поле (B) вокруг провода. Правило буравчика (также, правило правой руки)  мнемоническое правило для определения направления вектора угловой скорости, характеризующей скорость …   Википедия

  • ЛЕВОЙ РУКИ ПРАВИЛО — определяет направление силы, к рая действует на находящийся в магн. поле проводник с током. Если ладонь левой руки расположить так, чтобы вытянутые пальцы были направлены по току, а силовые линии магн. поля входили в ладонь, то отставленный… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • ПРАВИЛО ЛЕВОЙ РУКИ — ПРАВИЛО ЛЕВОЙ РУКИ, см. ПРАВИЛА ФЛЕМИНГА …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • правило левой руки — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN Fleming s ruleleft hand ruleMaxwell s rule …   Справочник технического переводчика

  • Правило левой руки — Прямой провод с током. Ток (I), протекая через провод, создаёт магнитное поле (B) вокруг провода. Правило буравчика (также, правило правой руки)  мнемоническое правило для определения направления вектора угловой скорости, характеризующей скорость …   Википедия

  • правило левой руки — kairės rankos taisyklė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. Fleming’s rule; left hand rule vok. Linke Hand Regel, f rus. правило левой руки, n; правило Флеминга, n pranc. règle de la main gauche, f …   Fizikos terminų žodynas

  • Правой руки правило — Прямой провод с током. Ток (I), протекая через провод, создаёт магнитное поле (B) вокруг провода. Правило буравчика (также, правило правой руки)  мнемоническое правило для определения направления вектора угловой скорости, характеризующей скорость …   Википедия

dic.academic.ru

Как найти направление силы Лоренца?

Направление силы Лоренца можно определить по правилу левой рука: «если левую руку расположить так, чтобы составляющая вектора магнитной индукции B, перпендикулярная скорости заряда, входила в ладонь, а четыре пальца были направлены по движению положительного заряда (против движения отрицательного) , то отогнутый на 90° большой палец покажет направление действующей на заряд силы Лоренца.

po pravilu shtopora (buravchika)

да, силовые лини магнитного поля должны входить в ладонь, 4 вытянутых пальца указывают направление движения ПОЛОЖИТЕЛЬНО заряженной частицы, а большой палец указывает напрвление силы

F=g[v*B]
Правило векторного произведения знаете?
Тройка некомпланарных векторов abc называется правой, если, будучи приведёнными к общему началу, эти векторы располагаются так, как могут быть расположены соответственно большой, несогнутый указательный и средний пальцы правой руки.
У вас вектор v, B и F должны образовывать такую правую тройку.

touch.otvet.mail.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о