Физика (11 класс)/Магнитное поле. Магнитная индукция

Магнитное поле

В отличие от заряда покоящегося, который создает вокруг себя электрическое поле, заряд движущийся создает вокруг себя также магнитное поле .

Экспериментально установлено, что:

Магнитное поле порождается электрическим током (движущимися зарядами).
Магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток (движущиеся заряды).

Магнитное поле создается постоянными магнитами или проводниками, по которым течет постоянный ток. Вектор магнитной индукции B является важнейшей характеристикой магнитного поля. Линии магнитной индукции - это линии, касательные к которым направлены так же, как и вектор В в данной точке. В отличие от силовых линий электростатического поля, линии магнитной индукции замкнуты. Магнитное поле является вихревым. В нем работа при перемещении по замкнутой траектории не равна нулю, а зависит от формы траектории (в отличие от электростатического поля или поля тяжести Земли).

Для магнитных полей справедлив принцип суперпозиции, дадим его определение.

Определение. Принцип суперпозиции. В любой точке поля вектор магнитной индукции результирующего поля равен сумме векторов полей, создаваемых каждой точкой в отдельности:

B=B_{1}+B_{2}+...+B_{n}

.

Сила Ампера

Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током, называется силой Ампера.

                                                 Fa=BIL sin α.

Где α это угол между вектором магнитной индукции и проводником.

Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки.

правило левой руки:

Если расположить левую руку так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре пальца были направлены по току, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы Ампера. Как видно из формулы, сила Ампера максимальна при α=90° и минимальна при α=0° (т.е. когда линии магнитной индукции параллельны проводнику).

Сила Лоренца

Как было сказано выше, магнитное поле действует не только на проводник с током, но и на движущийся заряд.

Сила Лоренца-это сила с которой магнитное поле действует на движущийся заряд.

                               F_л=|q|υBsinα

где q- величина заряда, υ-его скорость, B- индукция магнитного поля, α-угол между магнитной индукцией и направлением скорости. Направление СИЛЫ ЛОРЕНЦА можно определить по

ПРАВИЛУ ЛЕВОЙ РУКИ: если расположить ладонь левой руки так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре 
пальца были направленны по направлению движения положительного заряда (если дан отрицательный заряд, то берем соответственно
в противоположную сторону) то отогнутый на 90° большой палец покажет направление действия силы Лоренца.

Магнитный поток

Магнитным потоком(потоком магнитной индукции) Φ через плоскую поверхность площадью S, помещенную в однородное магнитное поле, называется величина:

                                             Φ=BScosα

где B-модуль вектора магнитной индукции, α- угол между вектором B и вектором перпендикулярным к поверхности площадью S. На магнитный поток, как и на магнитное поле распространяется принцип суперпозиции

Φ=Φ₁+Φ₂+...Φ_n

Закон электромагнитной индукции

Суть явления электромагнитной индукции состоит в том, что при любом изменении магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, возникает индукционный ток, который существует до тех пор, пока изменяется магнитный поток.

Определить направление индукционного тока можно по правилу Ленца: индукционный ток всегда противодействует причине, вызвавшей его. Закон электромагнитной индукции утверждает, что при изменении магнитного потока в контуре возникает электродвижущая сила индукции , равная скорости изменения магнитного потока через поверхность:

ε=-ΔΦ/Δt