Магнитное поле. Лекция 1

1.

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

2.

• Трофимова Т.И. Курс физики
• Cарина.М.П. Электричество и
магнетизм. Часть 2. Магнетизм
• Cарина.М.П. Колебания, волны, оптика .
Ч1. Колебания и волны +ч2 Оптика
• Cарина.М.П. Квантовая физика
• Cарина.М.П. Основы физики твердого
тела

3.

• Лабораторные работы
• Лабораторная работа №12
Определение удельного заряда
электрона
• Лабораторная работа №13
Определение магнитного поля Земли

4.

Магнитные свойства вещества известны с
VI века до н.э.
Природные магниты :магнитный
железняк (магнетит)
FeO (31%) и Fe2O3 (69%)
Слабые магнитные свойства

5.

Постоянные магниты
• Тела, сохраняющие длительное время
намагниченность

6.

• Два полюса: северный (N) и южный (S)
• Отдельно друг от друга полюса не
существуют
• Обнаружить магнитное поле можно с
помощью магнитной стрелки,
направленной на Южный полюс

7.

8.

9.

• Разноименные магниты - притягиваются
• Одноименные - отталкиваются

10.

• Магнитная индукция B - вектор,
направленный по касательной к
магнитной линии
• Магнитная линия рисуется по
направлению магнитных стрелок
• Единица измерения – Тесла (Тл)

11.

• Магнитное поле Земли - космический
щит
• В= 50 мк Тл
• Стрелка компаса всегда указывает на
географический север

12.

13.

предельное разрешенное значение магнитной
индукции 4 мкТл
В, мкТл
500-2000
Электробритва, фен
150-200
Вагон метро
100
Пылесос
50-100
Платформа метро
30-50
Трамвай, троллейбус
20
Пригородная электричка
10
Кофеварка
8
Микроволновая печь
1-3
Электроплита
1
Стиральная машина
0,7
Провод включенного в розетку прибора в пассивном режиме
0,6
Электрический чайник
0,2
Домовая электропроводка
0,2
Электроутюг

14.

Магнитное поле движущегося
заряда
• Движущиеся заряды (токи) создают
вокруг себя МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

15.

• Магнитная индукция B
, создаваемая
точечным зарядом q, движущимся со
скоростью
V
0 q V r
B
3
4
r
0 - магнитная постоянная
0
7 Гн
10
м
4

16.

• В – магнитная индукция ,
• r – радиус- вектор, проведенный от
заряда к точке наблюдения
r
+q
V
B

17.

• Электрическое поле точечного заряда
r
E
3
4 0 r
0 0 q V r
0 q V r
B
3
3
r
4 0
4
r
1
B 0 0 V E 2 V E
c
q

18.

• c 3 10
8
м/с
– скорость света

19.

Действие магнитного
поля на движущийся
заряд

20.

• Магнитное поле
действует только
на движущиеся
заряды
F q V B • СИЛА ЛОРЕНЦА
F q V B sin
Магнитное поле
НЕ действует на
покоящиеся заряды

21.

Положительный заряд
V B

22.

Отрицательный заряд
V B

23.

mV
qVB
R
2
mV
R
qB
2πR 2πm
T
V
qB
Зависит только от удельного заряда
и магнитной индукции

24.

Частица влетает в магнитное
поле под углом
Скорость можно разложить на 2 составляющие
V|| V cos
V V sin
Параллельную магнитному полю
Прямолинейное движение
Перпенд. магнитному полю
Движение по окружности
Траектория – спираль, закрученная вокруг
направления
B

25.

26.

mV mV sin
R
qB
qB
Радиус спирали
2πm
h V||T V cosα T
V cosα
qB
Шаг спирали

27.

Закон Био- Савара- Лапласа
• Определяет магнитное поле,
создаваемое постоянным
электрическим током
0 I d r
dB
3
4
r

28.

r -вектор, направленный от выбранного
участка проводника к точке наблюдения
d
I
r
А
dB
d
-вектор, направленный по току, длина равна
длине выбранного участка проводника

29.

• Чтобы найти поле, создаваемое всем
током, надо найти магнитную индукцию
от каждого элемента тока в точке А,
потом их сложить (векторно)

30.

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ПРЯМОГО
ТОКА

31.

dl
I
r
R
R
r
sin
0 I dl r
dB
3
4
r
dB
0 I dl r sin
dB
3
4
r
А
0 I dl sin
2
4
r
R- расстояние от прямого тока до точки

32.

dl
r
r d
d
r d
dl
sin

33.

0 I sin dl
dB
2
4
r
0 I sin rd
dB
2
4
r
sin
0 I sin d
4
R
R
r
sin
r d
dl
sin
0 I d
4
r

34.

0 I sin d
B dB
4
R
0 I sin d
4
R
0
0 I
sin d
4 R 0
0 I
0 I
cos
(cos cos 0)
4 R
4 R
0 I
I
0
( 1 1)
B
4 R
2 R

35.

Магнитное поле прямого тока
dB
0 2 I
B
4 R
I
А
dB
R
dB

36.

B
B
I
I
B
B
I
I

37.

Магнитная индукция отрезка
провода

38.

1
2
0 I
B
sin d
4 R
1
I
R
2
А
0 I
(cos 2 cos 1 )
4 R
0 I
(cos 1 cos 2 ) B
4 R