Конспект по физике 9 класс

Обнаружение магнитного поля. Правило левой руки. Сила Ампера и сила Лоренца.

На этом уроке мы обсудим вопрос, связанный с обнаружением магнитного поля по его действию на электрический ток, и познакомимся с правилом левой руки.Обратимся к опыту. Первый подобный эксперимент по исследованию взаимодействия токов был проведен французским ученым Ампером в 1820 году. Эксперимент заключался в следующем: по параллельным проводникам пропускали электрический ток в одном направлении, затем в разных направлениях наблюдали взаимодействие этих проводников.

Если взять два параллельных проводника, по которым проходит электрический ток в одном направлении, то в этом случае проводники будут друг к другу притягиваться. Когда в тех же самых проводниках электрический ток проходит в разных направлениях, проводники отталкиваются. Таким образом, мы наблюдаем силовое действие магнитного поля на электрический ток. Итак, можно сказать следующее: магнитное поле создается электрическим током и обнаруживается по его действию на другой электрический ток (сила Ампера).

Сила Ампера – сила, с котороймагнитное поле действует на проводник с током. Формула для определения силы Ампера: F_A=B/lsinα, где F_A-cила Ампера, B–модуль вектора магнитной индукции, l –длина проводника, α - угол между направлением тока в проводнике и вектором магнитной индукции

Когда было проведено большое количество аналогичных экспериментов, то было получено правило, которое связывает между собой направление магнитных линий, направление электрического тока и силовое действие магнитного поля. Это правило получило название правило левой руки. Определение: левую руку нужно расположить таким образом, чтобы магнитные линии входили в ладонь, четыре вытянутых пальца указывали направление электрического тока – тогда отогнутый большой палец укажет направление действия магнитного поля.

Обратите внимание: мы не можем говорить о том, что, куда направлена магнитная линия, туда и действует магнитное поле. Здесь взаимосвязь между величинами несколько сложнее, поэтому мы пользуемся правилом левой руки.

Действие магнитного поля может быть не только на проводник с током. Вспомним, что электрический ток – это направленное движение электрических зарядов. Значит, магнитное поле действует на движущийся заряд. Сила, с которой магнитное поле действует на движущийся заряд, называют силой Лоренца. И мы можем воспользоваться в данном случае так же правилом левой руки для определения направления этого действия. Направление силы Лоренца определяют по правилу левой руки.

Если электрический ток или скорость заряженной частицы направлены вдоль линий магнитного поля, то никакого действия магнитного поля на эти объекты не будет.

Формула для определения силы Лоренца

Таким образом, направление силы Ампера и силы Лоренца определяется по правилу левой руки: если расположить левую руку так, чтобы линии индукции входили в ладонь, а вытянутые пальцы были направлены вдоль тока, то отведенный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник (на заряженную частицу).

Домашнее задание.

В рабочей тетради выполните тестовое задание:

1. В магнитном поле находится проводник с током (рис. 25). Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

А. От читателя. Б. К читателю. В. Равна нулю.

2. На рисунке 77 показано сечение про­водника с током. Электрический ток на­правлен перпендикулярно плоскости ри­сунка. В каком случае правильно указано направление линий индукции магнитного поля, созданного этим током?

1) рис А 2) рис Б 3) нет правильного ответа

3. В какую сторону отклоняется протон под действием магнитного поля (рис. 29)?

A. Влево. Б. Вправо. B. Вверх.

4. Во всех четырех вариантах определите направление силы Ампера.

Варианты ответов: влево, вправо, вверх, от читателя, к читателю, равна нулю, вниз.