Лекции

Направление вектора магнитной индукции \vec{B}

Определение: за направление вектора магнитной индукции принимают направление от южного полюса к северному свободно устанавливающейся в магнитном поле магнитной стрелки.

Magnetizm NapravlenieVectora

Это направление совпадает с направлением положительной нормали к контуру с током.

Определение: нормаль – это единичный вектор, перпендикулярный данной поверхности.

Направление положительной нормали определяется по правилу буравчика (правой руки)

Magnetizm Normal

Правило буравчика: если буравчик (правый винт, штопор) вращать так, чтобы поступательно он двигался по току, то его рукоятка будет вращаться по направлению поля.

Расположение магнитных полюсов Земли и направление магнитного поля Земли

Magnetizm PolusaZemli

Магнитные полюса Земли перепутаны: рядом с северным географическим полюсом расположен южный магнитный, а рядом с южным географическим – северный магнитный.

Направление магнитного поля постоянных магнитов

Magnetizm PolusaMagnita

Модуль вектора магнитной индукции

Магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирующее действие, она поворачивается под действием магнитных сил.

Если рамка перпендикулярна плоскости прямоугольника \Rightarrow действующий на нее момент сил максимален.

Magnetizm ModulVektora

B=\frac{M}{IS}

M – максимальный момент сил, действующих на рамку со стороны поля

Сила Ампера

Сила Ампера действует со стороны магнитного поля на проводник с током.

Magnetizm SilaAmpera

B_{\parallel}=B\cos\alpha – горизонтальная составляющая вектора магнитной индукции (не оказывает влияния на проводник).

B_{\perp}=B\sin\alpha – вертикальная составляющая вектора магнитной индукции.

l – длина участка проводника.

F_{A}=IBl\sin\alpha

Правило левой руки: если левую руку расположить так, чтобы пальцы были направлены по току, а вертикальная оставляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, то отогнутый на 90 градусов большой палец левой руки покажет направление силы Ампера.

Magnetizm PraviloAmperaLevoiRyki

Сила Лоренца

Cила Лоренца действует со стороны магнитного поля на движущуюся заряженную частицу.

Magnetizm SilaLorenca

B_{\parallel}=B\cos\alpha – не оказывает влияние на проводник.

B_{\perp}=B\sin\alpha

F_{Л}=qvB\sin\alpha

Правило левой руки для силы Лоренца: если левую руку расположить так, чтобы пальцы были направлены по скорости положительного заряда (против скорости отрицательного) , а вертикальная оставляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, то отогнутый на 90 градусов большой палец левой руки покажет направление силы Лоренца.

Движение заряженных частиц в магнитном поле

Если \vec{v}\perp\vec{B}\Rightarrow частица движется по окружности.

Magnetizm ChasticaVMagnitnomPole

\vec{F}=m\vec{a}

F_{Л}=ma_{ц.с.}

центростремительное ускорение:

a_{ц.с.}=\frac{v^{2}}{R}

F_{Л}=qvB\sin\alpha=\frac{mv^{2}}{R}

\alpha=\vec{v}^{\land}\vec{\beta}=90^{\circ}

\sin\alpha=1

qvB=\frac{mv^{2}}{R}\Rightarrow qB=\frac{mv}{R}

R=\frac{mv}{qB}

Период вращения

T=\frac{2\pi R}{v}=\frac{2\pi}{v}\frac{mv}{qB}

T=\frac{2\pi m}{qB}

Замечание: Период вращения не зависит от скорости частицы.

Взаимодействие проводников с током

а) токи текут в одном направлении:

Magnetizm ProvodnikiSTokom

проводники притягиваются

Определяем направления магнитных полей, создаваемых проводниками, а затем по правилу левой руки - направление сил Ампера.

б) токи текут в противоположных направлениях:

Magnetizm ProvodnikiSTokom2

проводники отталкиваются

Вектор магнитной индукции. Сила Ампера