1. Нарисуйте и охарактеризуйте картину линий магнитного поля: а) прямолинейного провода; б) катушки с током.
Линии магнитного поля прямого проводника с током образуют концентрические окружности вокруг провода. Чем ближе к проводу, тем сильнее поле. Для катушки с током линии замкнуты, образуют подобие стержневого магнита: внутри катушки линии идут от одного полюса к другому, снаружи замыкаются обратно.
2. Какое правило можно использовать для определения направления линии магнитной индукции?
Для определения направления линии магнитной индукции используют правило буравчика: если вращать буравчик по направлению тока в проводнике, его поступательное движение покажет направление линий поля.
3. Как можно линии магнитной индукции сделать «видимыми»?
Линии магнитного поля делают видимыми с помощью железных опилок, которые располагаются вдоль направления поля, образуя характерные узоры.
4. Какое поле называют вихревым? Опишите его особенности.
Вихревым называют магнитное поле, линии которого замкнуты, не начинаются и не заканчиваются на зарядах, а образуют замкнутые петли. Особенность такого поля в том, что оно всегда окружает ток или изменяющееся электрическое поле.
1. Сравните линии напряжённости электростатического поля и линии индукции магнитного поля.
Линии напряжённости электростатического поля начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных, они прямолинейны и расходятся от источника. Линии магнитного поля замкнуты, окружны, не имеют начала и конца, всегда формируют петли.
2. Определите направление линий магнитного поля витка с током и катушки с током в случаях, изображенных на рисунке 3.23.
3. Определите направление линий магнитного поля’ прямого проводника с током в случаях, изображённых на рисунке 3.24.
1. Рамка площадью 400 см2 помещена в одно* родное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл так, что нормаль к рамке перпендикулярна линиям магнитной индукции (рис. 3.25). При какой силе тока на рамку будет действовать вращающий момент, равный 20 мН • м?
Вращающий момент на рамку можно найти по формуле M = B * I * S, где S — площадь рамки. Площадь рамки 400 см² = 0,04 м². M = 0,02 Н·м, B = 0,1 Тл. Тогда I = M / (B * S) = 0,02 / (0,1 * 0,04) = 5 А.
2. Плоская прямоугольная катушка из 200 витков со сторонами 10 и 5 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,05 Тл. Какой максимальный вращающий момент может действовать на катушку в этом поле, если сила тока в катушке 2 А?
Максимальный вращающий момент на катушку рассчитывается по формуле M = N * B * I * S, где N — число витков, S — площадь катушки. S = 0,1 * 0,05 = 0,005 м². Тогда M = 200 * 0,05 * 2 * 0,005 = 0,1 Н·м.