Билет 9 Действие магнитного поля на проводник с током. Закон Ампера.

Действие магнитного поля на находящийся в нем прямоли­нейный проводник с током экспериментально исследовал Ампер. Измеряя с помощью динамометра Д модуль силы,

Схема опытов Ампера Определение направления силы Ампера

действующей со стороны магнитного поля на проводник с током, в зависимости от его длины, ориентации, силы тока и индукции магнитного поля, Ампер установил, что исследуемая сила:

пропорциональна длине проводника (F~ /);

пропорциональна модулю индукции магнитного поля (F~B);

пропорциональна силе тока в проводнике (F~/);

зависит от ориентации проводника в магнитном поле, т. е. от угла а, образованного проводником и вектором В.

Объединяя полученные данные, Ампер сформулировал закон (закон Ампера), позволяющий находить силу, с которой магнит­ное поле с индукцией В действует на проводник с током I дли­ной l, расположенный под углом α к вектору магнитной ин­дукции:

F_A = IBlsinα

Это сила называется силой Ампера.

Сила Ампера всегда перпендикулярна проводнику и вектору магнитной индукции В. Для определения направления силы Ампера используют правило левой руки:

если ладонь левой руки расположить так, чтобы перпендику­лярная к проводнику составляющая вектора индукции входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали бы направле­ние тока, то отогнутый на 90° большой палец укажет направле­ние силы Ампера.

Магнитное взаимодействие проводников с током использу­ется для определения в СИ одной из основных единиц — единицы силы тока — ампера.

Экспериментальное задание: «Проверка законов преломления света».

Порядок выполнения задания.

Задание можно выполнить аналогично лабораторной работе № 7 (физика, X класс).

Билет10

Электрический заряд. Элементарный заряд. Закон сохранения электрического заряда.

Законы взаимодействия атомов и молекул удается понять и объяснить на основе знаний о строении атома, используя планетарную модель его строения. В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого вращаются по определенным орбитам отрицательно заряженные частицы. Взаимодействие между заряженными час­тицами называется электромагнитным. Интенсив­ность электромагнитного взаимодействия опреде­ляется физической величиной — электрическим за­рядом, который обозначается q. Единица измерения электрического заряда — кулон (Кл). 1 кулон — это такой электрический заряд, который, проходя через поперечное сечение проводника за 1 с, создает в нем ток силой 1 А. Способность электрических зарядов как к взаимному притяжению, так и к взаимному отталкиванию объясняется существованием двух ви­дов зарядов. Один вид заряда назвали положитель­ным, носителем элементарного положительного за­ряда является протон. Другой вид заряда назвали отрицательным, его носителем является электрон. Элементарный заряд равен е=1,6•10^-19 Кл.

Заряд тела всегда представляется числом, кратным величине элементарного заряда:

q=e(N_p-N_e), где N_p — количество электронов, N_e — количество протонов.

Полный заряд замкнутой системы (в которую не входят заряды извне), т. е. алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной:

q₁ + q₂ + ...+q_n = const.

Электрический заряд не создается и не исчезает, а только переходит от одного тела к друго­му. Этот экспериментально установленный факт на­зывается законом сохранения электрического заря­да. Никогда и нигде в природе не возникает и не ис­чезает электрический заряд одного знака. Появление и исчезновение электрических зарядов на телах в большинстве случаев объясняется переходами эле­ментарных заряженных частиц — электронов — от одних тел к другим.

Электризация — это сообщение телу электри­ческого заряда. Электризация может происходить, например, при соприкосновении (трении) разно­родных веществ и при облучении. При электризации в теле возникает избыток или недостаток электронов.

В случае избытка электронов тело приобретает отрицательный заряд, в случае недостатка — поло­жительный.

Законы взаимодействия неподвижных элек­трических зарядов изучает электростатика.

Носителем элементарного заряда является электрон: е=q=1,6•10^-19 Кл.

Экспериментальное задание: «Определе­ние центра тяжести тела».

Оборудование: штатив с муфтой и лап­кой, гвоздь, отвес (груз на нити), тело произвольной формы (пластинка).

Порядок выполнения задания.

1. Закрепить гвоздь в лапке штатива.

1. Подвесить пластинку и отвес на гвоздь.

2. Вдоль нити отвеса провести линию.

2. Выбрать на пластинке другую точку подвеса, опять подвесить пластинку и от­вес на гвоздь и провести линию вдоль нити отвеса (точки подвеса должны выби­раться так, чтобы линии отвеса пересе­кались).

3. На пересечении линий отметить центр тяжести плоского тела произвольной формы.