Top.Mail.Ru

Магнитное поле проводника с током

11 класс

Поделиться статьей:

Physics

Опыт Эрстеда

Х. К. Эрстед обнаружил, что проводник, при пропускании через него электрического тока, создаёт вокруг себя направленное магнитное поле.

Для демонстрации этого явления используем небольшой проводник, подключённый к источнику напряжения, и компас. На фото видно, что при пропускании тока магнитная стрелка компаса изменяет своё направление.

Магнитное поле проводника с током (Опыт Эрстеда)
 

Магнитное поле проводника с током

Магнитное поле проводника с током представляет собой концентрические окружности, направление которых можно определить по правилу правой руки.

Магнитное поле проводника с током (правило правой руки)
 
Забирай курсы подготовки к ОГЭ и ЕГЭ с жирной скидкой

Правило правой руки для прямого проводника

Если обхватить проводник правой рукой так, чтобы отставленный большой палец указывал направление тока, то остальные пальцы покажут направление вращения магнитного поля.

Правило правой руки для прямого проводника
 

Для пространственного обозначения направления вектора магнитной индукции часто используют знаки:

Знаки для пространственного обозначения направления вектора магнитной индукции
 

Магнитное поле витка с током

Виток с проводом тоже является источником магнитного поля. Его магнитная индукция направлена по оси витка, а её направление также можно определить по правилу правой руки.

Правило правой руки для витка

Если обхватить виток правой рукой так, что четыре пальца будут направлены по направлению тока в витке, то отставленный большой палец покажет направление вектора магнитной индукции.

Правило правой руки для витка
 

Демонстрация опыта

Рассмотрим это явление на опыте. Для этого соберём установку, состоящую из источника тока, подключённого к нему витка провода и магнитной стрелки компаса.

Из первого опыта видно, что, когда катушка не подключена к источнику тока, магнитная стрелка ориентируется по магнитному полю Земли, указывая на север.

Демонстрация опыта с катушкой постоянного тока
 

Далее подключим катушку к источнику постоянного тока.

Магнитное поле проводника с током (демонстрация опыта)
 

Из второго опыта видно, что стрелка переориентировалась, заняв положение вдоль оси витка с током.

Задание 1

На рисунке изображён горизонтальный проводник, по которому течёт электрический ток в направлении «к нам». Куда направлен вектор магнитной индукции в точке А? Укажите цифру, соответствующую верному варианту ответа:

  1. вправо,
  2. вертикально вниз,
  3. вертикально вверх,
  4. влево.
Магнитное поле проводника с током (примеры решения задач)
 

По правилу правой руки: большой палец по току, четыре согнутых пальца покажут направление вектора магнитной индукции.

Решение задач по правилу правой руки

Вектор магнитной индукции направлен вверх по касательной к окружности.

Ответ: 3.

Задание 2

На рисунке изображён длинный прямой цилиндрический проводник, по которому течёт электрический ток. Направление тока указано стрелкой. Как направлен относительно рисунка (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) вектор $\vec{B}$ магнитной индукции поля этого тока в точке $C$? Ответ запишите словом (словами).

Магнитное поле проводника с током (примеры решения задач 2)
 

По правилу правой руки: большой палец по току, четыре согнутых пальца покажут направление вектора магнитной индукции.

Решение задач по правилу правой руки 2

Вектор $\vec{B}$ направлен от наблюдателя.

Ответ: от наблюдателя.

Задание 3

На рисунке показаны сечения двух параллельных длинных прямых проводников и направления токов в них. Сила тока $I_1$ в первом проводнике меньше силы тока $I_2$ во втором проводнике. Куда направлен относительно рисунка (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) вектор индукции магнитного поля этих проводников в точке $A$, расположенной точно посередине между проводниками? Ответ запишите словом (словами).

Магнитное поле проводника с током (примеры решения задач 3)
 

Проводники создают магнитное поле, векторы магнитной индукции направлены следующим образом (по правилу правой руки).

Решение задач на магнитное поле проводника

Но так как сила тока в проводнике $I_1 < I_2$, то на одинаковом расстоянии $r$ будет выполняться равенство $B_1 < B_2$.

Следовательно $\overline{B_2} + \overline{B_1}$ направлено вниз.

Ответ: вниз.

Авторы:

Саня Эбонит, преподаватель «100балльного репетитора» по физике ЕГЭ;
Кир Синюткин, методист «100балльного репетитора» по физике ЕГЭ

Забирай курсы подготовки к ОГЭ и ЕГЭ с жирной скидкой

В 100б ты пробьёшь свой
максимум на экзаменах

наши лучшие курсы

Выбери подходящий курс и предмет, чтобы прокачаться и сдать ОГЭ на «5», а ЕГЭ на 80+ баллов

Выбрать курс

бесплатные материалы

Курсы, вебы, чек-листы — всё за 0 ₽

Забрать за 0 ₽

Интенсив по поступлению

Запишись на интенсив по поступлению, чтобы
взять из ЕГЭ максимум и попасть в вуз мечты

Записаться
В 100балльном репетиторе ты пробьёшь свой максимум на экзаменах

Преимущества подготовки
в 100балльном

10+
лет средний опыт наших преподавателей

18
выпускников сдали ЕГЭ
на 200 из 200 в 2024 году

300k+
учеников поступили в вуз мечты с нашей помощью 

14%
стобалльников России — наши выпускники

2 347
выпускника сдали ЕГЭ на 100 баллов

Преимущества подготовки в 100балльном

Запишись
на бесплатный
вводный урок

Познакомим с преподавателями и платформой

Расскажем про учёбу

Поможем поставить цель

  • 11 класс
  • 10 класс
  • 9 класс
  • 8 класс
  • 7 класс
Запись на вводный урок

Список всех тем