Урок физики в 11 классе: «Сила Ампера и сила Лоренца»

Предмет: Физика
Категория материала: Конспекты
Автор:
Тема урока:  «Сила Ампера  и сила Лоренца».   Цель урока: выяснить, что собой сила Ампера и сила Лоренца, рассмотреть правила нахождения направления этих сил; применить на практике силы магнитного поля в проводнике с током.   Ход урока:     I.                    Оргмомент   II.                 Анализ с/р №10, выставление оценок.   III. Изучение нового материала (лекция):       Си­ла измеряется с помощью специаль­ных весов, связанных с проводником двумя стерженьками. Она направле­на горизонтально перпендикулярно проводнику и линиям магнитной индукции. Увеличивая силу тока в 2 раза, можно заметить, что и действующая на проводник сила также увеличи­вается в 2 раза. Прибавив еще один магнит, мы в 2 раза увеличим раз­меры области, где существует маг­нитное поле, и тем самым в 2 раза увеличим длину части проводника, на которую действует магнитное поле.       Сила при этом также увеличи­вается в 2 раза. И наконец, сила Ампера зависит от угла, образован­ного вектором В с проводником. В этом можно убедиться, меняя наклон подставки, на которой находятся магниты, так, чтобы изменял­ся угол между проводником и ли­ниями магнитной индукции. Сила достигает максимального значения Fm, когда магнитная индукция пер­пендикулярна проводнику.      Итак, максимальная сила, дейст­вующая на участок проводника длиной Dl, по которому идет ток, прямо пропорциональна произведению силы тока на длину участка Dl: Fm ~IВl. Этот опытный факт можно использовать для определения модуля вектора магнитной индукции. Поскольку Fm ~IВl , то отношение Fm /(Il) не будет зависеть ни от силы тока в проводнике, ни от длины участка проводника. Именно поэтому это отношение можно при­нять за характеристику магнитного поля в том месте, где расположен участок проводника.         Модулем вектора магнитной ин­дукции назовем отношение макси­мальной силы, действующей со сто­роны магнитного поля на участок проводника с током, к произведению силы тока на длину этого участка: В=Fm /(Il).   Магнитное поле полностью ха­рактеризуется вектором магнитной индукции В. В каждой точке маг­нитного поля могут быть определены направление вектора магнитной ин­дукции и его модуль с помощью измерения силы, действующей на участок проводника с током. Закон определяющий силу, действующую на отдельный участок проводника (элемент тока), был экспериментально определен в 1820 г. А. Ампером.       Пусть вектор магнитной индукции В составляет угол a  (рис. 137) с направлением отрезка проводника с током (элементом тока). (За направление элемента тока принимают направле­ние, в котором по проводнику течет ток.) Опыт показывает, что магнит­ное поле, вектор индукции которого направлен вдоль проводника с то­ком, не оказывает никакого действия на ток. Поэтому модуль силы зави­сит лишь от модуля составляющей вектора В, перпендикулярной про­воднику, т.е. от B =B*sin a, и не зависит от составляющей В , на­правленной вдоль проводника.    Максимальная сила Ампера равна: Fm =IВl. Ей соответствует a=90°. При произ­вольном значении угла a сила про­порциональна не В, а составляющей B =B*sin a. Поэтому выражение для модуля силы F, действующей на малый отрезок проводника Dl, по которому течет ток I, со стороны магнитного поля с индукцией В, со­ставляющей с элементом тока угол  a имеет вид F=B|I|l sin a. Это выражение называют зако­ном Ампера.   Сила Ампера равна произведе­нию вектора магнитной индукции на силу тока, длину участка проводни­ка и на синус угла между магнитной индукцией и участком проводника.     Направление силы Ампера. В рас­смотренном выше опыте вектор F перпендикулярен элементу тока и вектору В. Его направление опреде­ляется правилом левой руки: если левую руку расположить так, чтобы, перпендикулярная к провод­нику составляющая вектора магнит­ной индукции S входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по направлению тока, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы, действующей на отрезок проводника. (см. рис. 138).              За единицу магнитной индукции принимается магнитная индук­ция поля, в котором на рамку площадью 1 м2 при силе тока 1 А действует со стороны магнитного поля максимальный момент сил. М = 1Н·1м. Эта единица называется тесла (обозначается Тл) в честь югославского ученого-электротехника Н. Тесла. При изображении магнитных полей линиями индукции густота этих линий больше в тех местах, где больше модуль вектора маг­нитной индукции. III.               Закрепление: выполнение л/р №2 по тексту из учебника: работа в группах. IV.              Итоги урока V.                 Д/з: выучить правило левой руки.        
Тип материала: Документ Microsoft Word (docx)
Размер: 20.81 Kb
Количество скачиваний: 157
Просмотров: 376

Похожие материалы