Глава 1. Магнитное поле

Упражнение 1. Краткие итоги главы 1

Упражнение 1

1. Используя правило буравчика и правило левой руки, покажите, что токи, направленные параллельно, притягиваются, а направленные противоположно — отталкиваются.

2. По двум скрещивающимся под прямым углом прямолинейным проводникам пропускают токи. Силы токов I₁ и I₂ (рис. 1.32). Как будет изменяться расположение проводников относительно друг друга?

3. Проводник длиной l = 0,15 м перпендикулярен вектору магнитной индукции однородного магнитного поля, модуль которого В = 0,4 Тл. Сила тока в проводнике I = 8 А. Определите работу силы Ампера, которая была совершена при перемещении проводника на 0,025 м по направлению действия этой силы.

4. Определите радиус окружности и период обращения электрона в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,01 Тл. Скорость электрона перпендикулярна вектору магнитной индукции и равна 10⁶ м/с.

Краткие итоги главы 1

1. Взаимодействие электрических токов осуществляется посредством магнитного поля. Основной характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции .

Модуль вектора магнитной индукции определяется отношением максимальной силы, действующей на отрезок проводника с током со стороны магнитного поля, к произведению силы тока на длину этого отрезка.

2. Линии магнитной индукции всегда замкнуты. Магнитное поле является вихревым.

3. Согласно закону Ампера на отрезок проводника с током длиной Δl со стороны магнитного поля действует сила, модуль которой равен F = I | В | l sin α, где α — угол между направлением тока и вектором ; I — сила тока в проводнике. Направление силы определяется по правилу левой руки.

4. На движущуюся заряженную частицу в магнитном поле действует сила Лоренца, модуль которой равен Fл = | q | vB sin α, где α — угол между скоростью частицы и вектором . Сила Лоренца перпендикулярна скорости частицы и вектору .

5. Все тела в магнитном поле намагничиваются, т. е. сами создают магнитное поле.

У большинства веществ магнитные свойства выражены довольно слабо. Лишь в ферромагнетиках, к которым относится железо, индукция магнитного поля существенно увеличивается. Хотя ферромагнетиков сравнительно немного, но они имеют очень большое практическое значение, так как позволяют во много раз увеличивать индукцию магнитного поля без затрат энергии.