кинематика прямолинейного движения материальной точки.html
Работа добавлена на сайт samzan.net:
При измерении напряжения магнитного поля в указанных выше единицах, а силы тока в амперах, имеем следующий закон полного тока: гдеобозначает сумму сил токов, охватываемых контуром магнитной силовой линии.Закон верен и в более общей форме для любого контура, направление на котором может и не совпадать с направлением силовой линии (напряженности магнитного поля). В этом случае левую часть нужно помножить ещё на косинус угла между направлениями элемента контура и напряженности магнитного поля.
Магнитное поле тороида — кольцевой катушки, у которой витки намотаны на сердечник, который имеет форму тора (рис. 2). Магнитное поле, как известно из опыта, сосредоточено внутри тороида, а вне его поле равно нулю.
В данном случае линии магнитной индукции, как следует из соображений симметрии, есть окружности, у которых центры расположены по оси тороида. В качестве контура возьмем одну такую окружность радиуса r. Тогда, используя теорему о циркуляции, , откуда следует, что магнитная индукция внутри тороида (в вакууме) : где N — число витков тороида.
Если контур проходит вне тороида, то токов он не охватывает и B•2πr = 0. Следовательно, что поле вне тороида отсутствует (что показывает и опыт).
67) Вращающий момент, действующий на контур с током в магнитном поле. Магнитный момент контура с током.
Рассмотрим плоский замкнутый контур очень малых размеров. Будем называть такой контур пробным контуром.Ориентацию его в пространстве характеризует направление нормали к контуру, восстанавливаемой по правилу правого буравчика: вращаем рукоятку правого буравчика по направлению тока в контуре, тогда направление его поступательного движения даст направление нормали (см. рис. 1).
Помещая пробный контур в магнитное поле, обнаружим, что поле стремится повернуть контур (нормаль) в определенном направлении.
Вращающий момент, действующий на контур , зависит как от свойств магнитного поля в данной точке, так и от свойств контура. Оказывается, что максимальная величина вращающего момента пропорциональна , т.е. ~ , где -ток контуре, - площадь контура с током, (рис. 1).
Векторную величину называют магнитным моментом контура , который в СИ измеряется в А м 2 .
На пробные контуры с разными , помещаемыми в данную точку магнитного поля, будут действовать разные по величине максимальные вращающие моменты , но отношение будет для всех контуров одинаково, оно будет являться силовой характеристикой магнитного поля, которая называется магнитной индукцией.
68) Работа по перемещению проводника с током и контура с током в магнитном поле.
Работа , совершаемая проводником с током при перемещении, численно равна произведению тока на магнитный поток , пересечённый этим проводником.
Рассмотрим контур с током, образованный неподвижными проводами и скользящей по ним подвижной перемычкой длиной l (рис. 2.17). Этот контур находится во внешнем однородном магнитном поле ,перпендикулярном к плоскости контура. При показанном на рисунке направлении тока I , вектор сонаправлен с .
Рис. 2.17
На элемент тока I (подвижный провод) длиной l действует сила Ампера, направленная вправо:
Пусть проводник l переместится параллельно самому себе на расстояние . При этом совершится работа:
Итак:
Формула остаётся справедливой, если проводник любой формы движется под любым углом к линиям вектора магнитной индукции.
Работа , совершаемая при перемещении замкнутого контура с током в магнитном поле, равна произведению величины тока на изменение магнитного потока,сцепленного с этим контуром.
Рассмотрим прямоугольный контур с током 1-2-3-4-1 (рис. 2.18). Магнитное поле направлено от нас перпендикулярно плоскости контура. Магнитный поток , пронизывающий контур, направлен по нормали к контуру, поэтому .
Рис. 2.18
Переместим этот контур параллельно самому себе в новое положение 1'-2'-3'-4'-1'. Магнитное поле в общем случае может быть неоднородным и новый контур будет пронизан магнитным
потоком .
Площадка 4-3-2'-1'-4, расположенная между старым и новым контуром, пронизывается потоком .
Полная работа по перемещению контура в магнитном поле равна алгебраической сумме работ, совершаемых при перемещении каждой из четырех сторон контура:
,
где , равны нулю, т.к. эти стороны не пересекают магнитного потока, при своём перемещение (очерчивают нулевую площадку).
Провод 1–2 перерезает поток , но движется против сил действия магнитного поля.
Тогда общая работа по перемещению контура:
или
здесь – это изменение магнитного потока, сцепленного с контуром.
69) Сила Лоренца: определение, вывод, анализ.
Сила Лоренца — сила, с которой, в рамках классической физики, электромагнитное поле действует на точечную заряженную частицу.
Так как по действию силы Лоренца можно найти модуль и направление вектора В , то выражение для силы Лоренца может быть использовано для определения вектора магнитной индукции В .
Сила Лоренца всегда перпендикулярна скорости движения заряженной частицы, поэтому она изменяет только направление этой скорости, не изменяя ее модуля. Следовательно, сила Лоренца работы не совершает. Иными словами, постоянное магнитное поле не совершает работы над движущейся в нем заряженной частицей и кинетическая энергия этой частицы при движении в магнитном поле не изменяется.
Если на движущийся электрический заряд помимо магнитного поля с индукцией В действует и электрическое поле с напряженностью Е , то результирующая сила F , приложенная к заряду, равна векторной сумме сил — силы, действующей со стороны электрического поля, и силы Лоренца:
Это выражение называется формулой Лоренца . Скорость v в этой формуле есть ско рость заряда относительно магнитного поля.
70) Движение заряженной частицы в магнитном поле. Сохраняющиеся и изменяющиеся величины. Расчет радиуса и шага спирали.
На заряженную частицу в электростатическом поле действует кулоновская сила, которую можно найти, зная напряженность поля в данной точке: . Эта сила сообщает ускорение
где m — масса заряженной частицы. Как видно, направление ускорения будет совпадать с направлением , если заряд частицы положителен (q > 0), и будет противоположно , если заряд отрицателен (q<0).
Если электростатическое поле однородное ( = const), то ускорение a= const и частица будет совершать равноускоренное движение (при отсутствии других сил).
Вид траектории частицы зависит от начальных условий. Если вначале заряженная частица покоилась или ее начальная скорость сонаправлена с ускорением , то частица будет совершать равноускоренное прямолинейное движение вдоль поля и ее скорость будет расти. Если , то частица будет тормозиться в этом поле.
Если угол между начальной скоростью и ускорением острый 0 < α < 90° (или тупой), то заряженная частица будет двигаться по параболе.
Во всех случаях при движении заряженной частицы будет изменяться модуль скорости, а следовательно, и кинетическая энергия частицы.
1. Заряженная частица влетает в магнитное поле со скоростью , направленной вдоль поля или противоположно направлению магнитной индукции поля .
В этих случаях сила Лоренца и частица будет продолжать двигаться равномерно прямолинейно.
2. Заряженная частица движется перпендикулярно линиям магнитной индукции
тогда сила Лоренца , следовательно, и сообщаемое ускорение будут постоянны по модулю и перпендикулярны к скорости частицы.
В результате частица будет двигаться по окружности , радиус которой можно найти на основании второго закона Ньютона:
Отношение — называют удельным зарядом частицы.
Период вращения частицы
то есть период вращения не зависит от скорости частицы и радиуса траектории.
3. Скорость заряженной частицы направлена под углом к вектору.
Движение частицы можно представить в виде суперпозиции равномерного прямолинейного движения вдоль поля со скоростью и движения по окружности с постоянной по модулю скоростью в плоскости, перпендикулярной полю.
Радиус окружности определяется аналогично предыдущему случаю, только надо заменить на , то есть
В результате сложения этих движений возникает движение по винтовой линии, ось которой параллельна магнитному полю. Шаг винтовой линии
Направление, в котором закручивается спираль, зависит от знака заряда частицы.
Если скорость заряженной частицы составляет угол α с направлением вектора неоднородного магнитного поля, индукция которого возрастает в направлении движения частицы, тο R и h уменьшаются с ростом B. На этом основана фокусировка заряженных частиц в магнитном поле.
Если на движущуюся заряженную частицу помимо магнитного поля с индукцией действует одновременно и электростатическое поле с напряженностью , то равнодействующая сила, приложенная к частице, равна векторной сумме электрической силы и силы Лоренца: . Характер движения и вид траектории зависят в данном случае от соотношения этих сил и от направления электростатического и магнитного полей.
2. Що таке диференціальне рівняння Наприкінці XVI ~ на початку XVII століття особливо бурхливо розвивались точн
3. Архитектурное материаловедение.html
4. вживає поняття спілкування
5. Великая шахматная доска Збигнев Казимеж Бжезинский Великая шахматная доска Сергей Петр
6. правовой работы 8 Компетенция отдела взаимодействия с международными организациями 8 Заключение10 ПР
7. Информатика 20092010 уч
8. Структура, габитус, практика
9. на тему- Социально бытовая ориентировка школьников с легкой интеллектуальной недостаточностью
10. ccess для юристов
11. Крепостное право2
12. Причинами возникновения пожаров
13. Статья- Геоэкологические проблемы освоения Варандейского полуострова
14. . Горизонт~а б~рыш жасай ла~тырыл~ан дене траекториясыны~ е~ жо~ар~ы н~ктесіндегі алатын ~деуі ~андай g.
15. Demos News Центра новой демократии и социальных изменений г
16. х годов широкое распространение получило мнение о том что уровень концентрации производства в СССР и в Росс
17. Большой Барьерный ри
18. контрольная работа для студентов 4 курса заочного отделения по специальности 260807 Технология продукции о
19. ТЕМА ВЫПОЛНИЛ
20. Банківська і страхова справа