Взаимодействие параллельных проводников с током (параллельных токов)

Определить в некоторой точке пространства вектор индукции магнитного поля B, порождаемого постоянным электрическим током I, можно с помощью Закона Био-Савара. Это делается путем суммирования всех вкладов в магнитное поле от отдельных элементов тока.

Магнитное поле элемента тока dI, в точке, заданной вектором r, по Закону Био-Савара находится так (в системе СИ):

Одна из типичных задач состоит в том, чтобы далее определить силу взаимодействия двух параллельных токов. Ведь токи, как известно, порождают собственные магнитные поля, а ток, находящийся в магнитном поле (другого тока) испытывает на себе действие силы Ампера.

Прежде всего для прямого тока I нам необходимо найти магнитное поле B на некотором расстоянии R от него.

Сначала будем записывать выражения в системе СГС, то есть появится коэффициент 1/с, а в конце приведем запись в системе СИ, где появится магнитная постоянная.

Произведение косинуса на dl можно выразить через r и угол:

Значит выражение для dB примет вид:

Далее выразим r через R и косинус угла:

И выражение для dB примет вид:

Можно сказать, что вектор B найденной величины, для выбранной окружности радиуса R, через центр которой перпендикулярно проходит данный ток I, всегда будет направлен по касательной к данной окружности, какую бы точку окружности мы ни выбрали. Здесь присутствует осевая симметрия, так что вектор B в любой точке окружности получается одной и той же длины.

Теперь рассмотрим параллельные постоянные токи и решим задачу нахождения сил их взаимодействия. Допустим, что параллельные токи направлены в одну и ту же сторону.

Изобразим магнитную силовую линию в форме окружности радиуса R (о которой речь шла выше). И пусть второй проводник расположен параллельно первому в какой-то точке данной силовой линии, то есть в месте с индукцией, значение которой (в зависимости от R) мы только что научились находить.

Магнитное поле в этом месте направлено за плоскость рисунка, и оно действует на ток I2. Выделим элемент длины тока l2, равный одному сантиметру (единица длины в системе СГС). Далее рассмотрим силы, действующие на него. Будем использовать Закон Ампера. Индукцию в месте расположения элемента длины dl2 тока I2 мы нашли выше, она равна:

Следовательно сила, действующая со стороны всего тока I1 на единицу длины тока I2 будет равна:

Это и есть сила взаимодействия двух параллельных токов. Поскольку токи однонаправленные и они притягиваются, то сила F12 со стороны тока I1 направлена так, что она тянет ток I2 в сторону тока I1. Со стороны же тока I2 на единицу длины тока I1 действует сила F21 равной величины, но направленная в сторону противоположную силе F12, в соответствии с третьим законом Ньютона.

В системе СИ, сила взаимодействия двух постоянных параллельных токов находится по следующей формуле, где коэффициент пропорциональности включает в себя магнитную постоянную:

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Контрольная работа по физике по теме «Магнитное поле Электромагнитная индукция» 11 класс

Вариант 1

А1. Чем объясняется взаимодействие двух параллельных проводников с постоянным током?

1) взаимодействие электрических зарядов;

2) действие электрического поля одного проводника с током на ток в другом проводнике;

3) действие магнитного поля одного проводника на ток в другом проводнике.

А2. На какую частицу действует магнитное поле?

1) на движущуюся заряженную;

2) на движущуюся незаряженную;

3) на покоящуюся заряженную;

4) на покоящуюся незаряженную.

А3. На каком из рисунков правильно показано направление индукции магнитного поля, созданного прямым проводником с током.

А4. Прямолинейный проводник длиной 10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл и расположен под углом 300 к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если сила тока в проводнике 3 А?

1) 1,2 Н; 2) 0,6 Н; 3) 2,4 Н.

А5. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

От нас; 2) к нам; 3) равна нулю.

А6.Электромагнитная индукция – это:

1) явление, характеризующее действие магнитного поля на движущийся заряд;

2) явление возникновения в замкнутом контуре электрического тока при изменении магнитного потока;

3) явление, характеризующее действие магнитного поля на проводник с током.

А7. На квадратную рамку площадью 1 м2 в однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл действует максимальный вращающий момент, равный 4 Н? м. чему равна сила тока в рамке?

1) 1,2 А; 2) 0,6 А; 3) 2А.

В1. Установите соответствие между физическими величинами и единицами их измерения

Источник

Контрольная работа по физике «Магнитное поле. Электромагнитная индукция» 11 класс

Просмотр содержимого документа
«Контрольная работа по физике «Магнитное поле. Электромагнитная индукция» 11 класс»

Контрольная работа по теме: «Магнитное поле. Электромагнитная индукция»

А1. Чем объясняется взаимодействие двух параллельных проводников с постоянным током?

взаимодействие электрических зарядов;

действие электрического поля одного проводника с током на ток в другом проводнике;

действие магнитного поля одного проводника на ток в другом проводнике.

А2. На какую частицу действует магнитное поле?

1)на движущуюся заряженную; 2) на движущуюся незаряженную;

3)на покоящуюся заряженную; 4) на покоящуюся незаряженную.

А3. На каком из рисунков правильно показано направление индукции магнитного поля, созданного прямым проводником с током.

А4. Прямолинейный проводник длиной 20 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 5 Тл и расположен под углом 30 0 к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если сила тока в проводнике 2 А?

1,2 Н; 2) 0,6 Н; 3) 2,4 Н.

А5. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

от нас; 2) к нам; 3) равна нулю.

А6.Электромагнитная индукция – это:

явление, характеризующее действие магнитного поля на движущийся заряд;

явление возникновения в замкнутом контуре электрического тока при изменении магнитного потока;

явление, характеризующее действие магнитного поля на проводник с током.

А7.На квадратную рамку площадью 2 м 2 в однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл действует максимальный вращающий момент, равный 8Н∙м. чему равна сила тока в рамке?

В1. Установите соответствие между физическимивеличинами и единицами их измерения

индукция магнитного поля

В2. Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией Bпо окружности радиуса R со скоростью v. Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при увеличении скорости движения?

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

С1.В катушке, индуктивность которой равна 0,6 Гн, возникла ЭДС самоиндукции, равная 30 В. Рассчитайте изменение силы тока и энергии магнитного поля катушки, если это произошло за 0,2 с.

Контрольная работа по теме: «Магнитное поле. Электромагнитная индукция»

А1. Поворот магнитной стрелки вблизи проводника с током объясняется тем, что на нее действует:

магнитное поле, созданное движущимися в проводнике зарядами;

электрическое поле, созданное зарядами проводника;

электрическое поле, созданное движущимися зарядами проводника.

А2. Движущийся электрический заряд создает:

1)только электрическое поле; 2)как электрическое поле, так и магнитное поле;

3)только магнитное поле.

А3. На каком из рисунков правильно показано направление индукции магнитного поля, созданного прямым проводником с током.

А4. Прямолинейный проводник длиной 50 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 5 Тл и расположен под углом 30 0 к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если сила тока в проводнике 0,2 А?

0,25 Н; 2) 0,5 Н; 3) 1,5 Н.

А5. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

от нас; 2) к нам; 3) равна нулю.

А6. Сила Лоренца действует

на незаряженную частицу в магнитном поле;

на заряженную частицу, покоящуюся в магнитном поле;

на заряженную частицу, движущуюся вдоль линий магнитной индукции поля.

1)1 Тл; 2) 2 Тл; 3) 3Тл.

В1. Установите соответствие между физическимивеличинами и формулами, по которым эти величины определяются

Сила, действующая на проводник с током со стороны магнитного поля

Энергия магнитного поля

Сила, действующая на электрический заряд, движущийся в магнитном поле.

В2. Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией B по окружности радиуса Rсо скоростью v. Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при увеличении заряда частицы?

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

С1.Под каким углом к силовым линиям магнитного поля с индукцией 0,5 Тл должен двигаться медный проводник сечением 0,85 мм 2 и сопротивлением 0,04 Ом, чтобы при скорости 0,5 м/с на его концах возбуждалась ЭДС индукции, равная 0,35 В? (удельное сопротивление меди ρ= 0,017 Ом∙мм 2 /м)

Контрольная работа по теме: «Магнитное поле. Электромагнитная индукция»

А1. Магнитные поля создаются:

как неподвижными, так и движущимися электрическими зарядами;

неподвижными электрическими зарядами;

движущимися электрическими зарядами.

А2. Магнитное поле оказывает воздействие:

только на покоящиеся электрические заряды;

только на движущиеся электрические заряды;

как на движущиеся, так и на покоящиеся электрические заряды.

А3. На каком из рисунков правильно показано направление индукции магнитного поля, созданного прямым проводником с током.

А4. Какая сила действует со стороны однородного магнитного поля с индукцией 20 мТл на находящийся в поле прямолинейный проводник длиной 50 см, по которому идет ток 18 А? Провод образует прямой угол с направлением вектора магнитной индукции поля.

18 Н; 2) 1,8 Н; 3) 0,18 Н; 4) 0,018 Н.

А5. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

1)вверх; 2) вниз; 3) влево; 4) вправо.

А6. Что показывают четыре вытянутых пальца левой руки при определении

направление силы индукции поля;

направление силы Ампера.

А7. Магнитное поле индукцией 10 мТл действует на проводник, в котором сила тока равна 80 А, с силой 80 мН. Найдите длину проводника, если линии индукции поля и ток взаимно перпендикулярны. 1)1 м; 2) 0,1 м; 3) 0,01 м; 4) 0,001 м.

В1. Установите соответствие между физическимивеличинами и единицами их измерения

В2. Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией B по окружности радиуса Rсо скоростью v. Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при увеличении индукции магнитного поля?

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

Контрольная работа по теме: «Магнитное поле. Электромагнитная индукция»

А1. Что наблюдается в опыте Эрстеда?

проводник с током действует на электрические заряды;

магнитная стрелка поворачивается вблизи проводника с током;

магнитная стрелка поворачивается заряженного проводника

А2. Покоящийся электрический заряд создает:

1)только электрическое поле; 2)как электрическое поле, так и магнитное поле;

3)только магнитное поле.

А3. На каком из рисунков правильно показано направление индукции магнитного поля, созданного прямым проводником с током.

А4. В однородном магнитном поле с индукцией 0,41 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции расположен проводник длиной 7,68 м. Определителе силу, действующую на проводник, если сила тока в нем равна 6 А.

1)18,89 Н; 2) 188,9 Н; 3) 1,899Н; 4) 0,1889 Н.

А5. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

1)вправо; 2)влево; 3)вверх; 4) вниз.

А6.Индукционный ток возникает в любом замкнутом проводящем контуре, если:

Контур находится в однородном магнитном поле;

Контур движется поступательно в однородном магнитном поле;

Изменяется магнитный поток, пронизывающий контур.

А7.На прямой проводник длиной 0,75 м, расположенный перпендикулярно силовым линиям поля с индукцией 0,04 Тл, действует сила 0,45 Н. Найдите силу тока, протекающего по проводнику.

1)0,15 А; 2)1,5 А; 3) 15 А; 4) 150 А.

В1. Установите соответствие между физическимивеличинами и формулами, по которым эти величины определяются

ЭДС индукции в движущихся проводниках

сила, действующая на электрический заряд, движущийся в магнитном поле

В2. Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией B по окружности радиуса Rсо скоростью vU. Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при уменьшении массы частицы?

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

С1.Катушка диаметром 4 см находится в переменном магнитном поле, силовые линии которого параллельны оси катушки. При изменении индукции поля на 2 Тл в течении 6,28 с в катушке возникла ЭДС 8 В. Сколько витков имеет катушка.

Контрольная работа по теме: «Магнитное поле. Электромагнитная индукция»

Оценивание заданий частей А и В

За выполнение задания А учащийся получает 1 балл, если выбранный им ответ совпадает с указанным в таблице ответом.

За выполнение задания В учащийся получает 2 балла, если записанный им набор цифр совпадает с указанным в таблице; 1 балл, если в ответе имеется хотя бы одна ошибка; 0 баллов, если ошибок более одной.

Общие правила оценивания заданий С

За выполнение задания С учащийся получает 3 балла, если в решении присутствуют правильно выполненные следующие элементы:

— правильно записаны необходимые для решения уравнения (законы);

— правильно выполнены алгебраические преобразования и вычисления, записан верный ответ.

учащийся имеет право :

доводить решение до конца в общем виде, а затем подставлять числовые данные, или делать промежуточные вычисления;

задание оценивается 2 баллами, если

-сделана ошибка в преобразованиях или в вычислениях

— при верно записанных исходных уравнениях отсутствуют преобразования или вычисления.

задание оценивается 1 баллом, если

— сделана ошибка в одном из исходных уравнений

-одно из необходимых исходных уравнений отсутствует.

Во всех остальных случаях ставится оценка 0 баллов.

Таблица ответов к заданиям частей А, В иС

Решение заданий части С

Используя закон электромагнитной индукции получаем = 10 А.

Энергия магнитного поля = 30 Дж

ЭДС индукции в движущихся проводниках →
(1) (2) = 2 м; совместное решение (1) и (2) получим ; α= 30 0

По закону электромагнитной индукции: N; N = 0,48 с

По закону электромагнитной индукции ; (1)

Магнитный поток (2); (3).

Решая совместно (1), (2) и (3), получим N= 20000 витков

Максимальное количество баллов – 14

Таблица перевода баллов в оценку

Источник

Контрольная работа 11 класс Магнитное поле

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Контрольная работа по теме:

«Магнитное поле. Электромагнитная индукция»

А1. Чем объясняется взаимодействие двух параллельных проводников с постоянным током?

взаимодействие электрических зарядов;

действие электрического поля одного проводника с током на ток в другом проводнике;

действие магнитного поля одного проводника на ток в другом проводнике.

А2. На какую частицу действует магнитное поле?

на движущуюся заряженную;

на движущуюся незаряженную;

на покоящуюся заряженную;

на покоящуюся незаряженную.

А4. Прямолинейный проводник длиной 20 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 5 Тл и расположен под углом 30 0 к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если сила тока в проводнике 2 А?

1,2 Н; 2) 0,6 Н; 3) 2,4 Н.

А5. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

от нас; 2) к нам; 3) равна нулю.

А6. Электромагнитная индукция – это:

явление, характеризующее действие магнитного поля на движущийся заряд;

явление возникновения в замкнутом контуре электрического тока при изменении магнитного потока;

явление, характеризующее действие магнитного поля на проводник с током.

А7. На квадратную рамку площадью 2 м 2 в однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл действует максимальный вращающий момент, равный 8 Н∙м. чему равна сила тока в рамке?

В1. Установите соответствие между физическими величинами и единицами их измерения

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

С1. В катушке, индуктивность которой равна 0,6 Гн, возникла ЭДС самоиндукции, равная 30 В. Рассчитайте изменение силы тока и энергии магнитного поля катушки, если это произошло за 0,2 с.

Контрольная работа по теме:

«Магнитное поле. Электромагнитная индукция»

А1. Поворот магнитной стрелки вблизи проводника с током объясняется тем, что на нее действует:

магнитное поле, созданное движущимися в проводнике зарядами;

электрическое поле, созданное зарядами проводника;

электрическое поле, созданное движущимися зарядами проводника.

А2. Движущийся электрический заряд создает:

только электрическое поле;

как электрическое поле, так и магнитное поле;

только магнитное поле.

А4. Прямолинейный проводник длиной 50 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 5 Тл и расположен под углом 30 0 к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если сила тока в проводнике 0,2 А?

0,25 Н; 2) 0,5 Н; 3) 1,5 Н.

А5. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

от нас; 2) к нам; 3) равна нулю.

А6. Сила Лоренца действует

на незаряженную частицу в магнитном поле;

на заряженную частицу, покоящуюся в магнитном поле;

на заряженную частицу, движущуюся вдоль линий магнитной индукции поля.

1)1 Тл; 2) 2 Тл; 3) 3Тл.

В1. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

С1. Под каким углом к силовым линиям магнитного поля с индукцией 0,5 Тл должен двигаться медный проводник сечением 0,85 мм 2 и сопротивлением 0,04 Ом, чтобы при скорости 0,5 м/с на его концах возбуждалась ЭДС индукции, равная 0,35 В? (удельное сопротивление меди ρ= 0,017 Ом∙мм 2 /м)

Контрольная работа по теме:

«Магнитное поле. Электромагнитная индукция»

А1. Магнитные поля создаются:

как неподвижными, так и движущимися электрическими зарядами;

неподвижными электрическими зарядами;

движущимися электрическими зарядами.

А2. Магнитное поле оказывает воздействие:

только на покоящиеся электрические заряды;

только на движущиеся электрические заряды;

как на движущиеся, так и на покоящиеся электрические заряды.

А4. Какая сила действует со стороны однородного магнитного поля с индукцией 20 мТл на находящийся в поле прямолинейный проводник длиной 50 см, по которому идет ток 18 А? Провод образует прямой угол с направлением вектора магнитной индукции поля.

18 Н; 2) 1,8 Н; 3) 0,18 Н; 4) 0,018 Н.

А5. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

1)вверх; 2) вниз; 3) влево; 4) вправо.

А6. Что показывают четыре вытянутых пальца левой руки при определении

направление силы индукции поля;

направление силы Ампера.

А7. Магнитное поле индукцией 10 мТл действует на проводник, в котором сила тока равна 80 А, с силой 80 мН. Найдите длину проводника, если линии индукции поля и ток взаимно перпендикулярны.

1 м; 2) 0,1 м; 3) 0,01 м; 4) 0,001 м.

В1. Установите соответствие между физическими величинами и единицами их измерения

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

Контрольная работа по теме:

«Магнитное поле. Электромагнитная индукция»

А1. Что наблюдается в опыте Эрстеда?

проводник с током действует на электрические заряды;

магнитная стрелка поворачивается вблизи проводника с током;

магнитная стрелка поворачивается заряженного проводника

А2. Покоящийся электрический заряд создает:

только электрическое поле;

как электрическое поле, так и магнитное поле;

только магнитное поле.

А4. В однородном магнитном поле с индукцией 0,41 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции расположен проводник длиной 7,68 м. Определителе силу, действующую на проводник, если сила тока в нем равна 6 А.

1)18,89 Н; 2) 188,9 Н; 3) 1,899Н; 4) 0,1889 Н.

А5. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

1)вправо; 2)влево; 3)вверх; 4) вниз.

А6. Индукционный ток возникает в любом замкнутом проводящем контуре, если:

Контур находится в однородном магнитном поле;

Контур движется поступательно в однородном магнитном поле;

Изменяется магнитный поток, пронизывающий контур.

А7. На прямой проводник длиной 0,75 м, расположенный перпендикулярно силовым линиям поля с индукцией 0,04 Тл, действует сила 0,45 Н. Найдите силу тока, протекающего по проводнику.

1)0,15 А; 2)1,5 А; 3) 15 А; 4) 150 А.

В1. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

С1. Катушка диаметром 4 см находится в переменном магнитном поле, силовые линии которого параллельны оси катушки. При изменении индукции поля на 2 Тл в течении 6,28 с в катушке возникла ЭДС 8 В. Сколько витков имеет катушка.

Оценивание заданий частей А и В

Общие правила оценивания заданий С

За выполнение задания С учащийся получает 3 балла, если в решении присутствуют правильно выполненные следующие элементы:

— правильно записаны необходимые для решения уравнения (законы);

— правильно выполнены алгебраические преобразования и вычисления, записан верный ответ. учащийся имеет право :

доводить решение до конца в общем виде, а затем подставлять числовые данные, или делать промежуточные вычисления; задание оценивается 2 баллами, если

-сделана ошибка в преобразованиях или в вычисленияхили

— при верно записанных исходных уравнениях отсутствуют преобразования или вычисления.

задание оценивается 1 баллом, если

— сделана ошибка в одном из исходных уравнений

-одно из необходимых исходных уравнений отсутствует.

Во всех остальных случаях ставится оценка 0 баллов.

Таблица ответов к заданиям частей А, В и С

Решение заданий части С

Используя закон электромагнитной индукции получаем = 10 А.

Энергия магнитного поля = 30 Дж

ЭДС индукции в движущихся проводниках →
(1) (2) = 2 м; совместное решение (1) и (2) получим ; α= 30 0 Вариант 3

По закону электромагнитной индукции: N ; N = 0,48 с

По закону электромагнитной индукции ; (1)

Магнитный поток (2); (3).

Решая совместно (1), (2) и (3), получим N = 20000 витков

Максимальное количество баллов – 14

Таблица перевода баллов в оценку

Источник