§ 14. Действие магнитного поля на движущиеся заряды (окончание)

Электроизмерительные приборы

4. Вы уже умеете пользоваться такими электроизмерительными приборами, как амперметр и вольтметр. В основе их работы лежит электромагнитное взаимодействие, в частности в электроизмерительных приборах магнитоэлектрической системы — взаимодействие постоянного магнита и рамки с током (рис. 56).

взаимодействие постоянного магнита и рамки с током

Лёгкая проволочная рамка 1, внутри которой находится железный цилиндр 2, размещается между полюсами постоянного магнита 3. К оси рамки прикреплены стрелка 4 и две пружинки 5, по которым к рамке подводится электрический ток. При прохождении по рамке тока она поворачивается на некоторый угол и удерживается в этом положении благодаря силе упругости, которая возникает в пружинках.

Сила, действующая на рамку со стороны магнитного поля, и соответственно угол её поворота зависят от силы тока в рамке. Проградуировав определённым образом шкалу прибора, можно по углу поворота рамки судить о значении силы тока или напряжения в цепи.

Вопросы для самопроверки

1. Как вычисляется сила Ампера?

2. Сформулируйте правило для определения направления силы Ампера.

3. Как вычислить силу Лоренца?

4. В чём состоит правило для определения направления силы Лоренца?

5. Приведите примеры использования силы Лоренца.

6. Каков принцип действия электроизмерительных приборов магнитоэлектрической системы?

Упражнение 11

1. Определите направление силы Ампера в каждом случае (рис. 57).

Определите направление силы Ампера

2. Определите направление силы Лоренца, действующей на электрон е и протон р (рис. 58).

Рис. 58

3. Чему равна сила Ампера, действующая на проводник, длина активной части которого 8 см, помещённый в магнитное поле индукцией 50 мТл, если вектор магнитной индукции составляет с направлением тока в проводнике угол 30°? Сила тока в проводнике 5 А. Чему равна работа силы Ампера, если проводник переместился на 2 см?

4. Какая сила действует на электрон, движущийся со скоростью 1,5 • 10⁶ м/с в магнитном поле индукцией 0,4 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции?

5. Какова скорость протона, движущегося в магнитном поле индукцией 2 мТл, если радиус окружности, которую он описывает, равен 2,7 см?

6. Сравните влияние работы теплового и электрического двигателей на состояние окружающей среды.

Ответы

3. 10 мН; 2 • 10^-4 Дж.

4. 9,6 • 10^-14 Н.

5. ≈ 5,2 х 10⁶ м/с.

<<< К началу