Направление линий магнитной индукции определяется по правилу буравчика (правой руки).

Примеры некоторых магнитных полей	Линии поля	Определение направления линий магнитной индукции
Поле прямого тока	Линии магнитной индукции прямого тока представляют собой концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной току.	Большой палец правой руки направляют по току в проводнике, четыре пальца сжимают в кулак, направление, в котором загибаются пальцы, совпадает с направлением линии магнитной индукции.
Поле кругового тока		Четыре пальца правой руки сжимают в кулак, так, чтобы направление, в котором загибаются пальцы, совпадало с направлением тока в проводнике, тогда отогнутый большой палец укажет направление линии магнитной индукции.
Поле соленоида (катушки с током)	Тот конец соленоида, из которого линии магнитной индукции выходят, является ее северным магнитным полюсом, другой конец, в который линии индукции входят, является южным магнитным полюсом.	Определяется аналогично полю кругового тока.

 

Магнитное поле обнаруживается по действию на проводники с током или движущуюся заряженную частицу.

 

	Сила Ампера	Сила Лоренца
Определение	Сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током.	Сила, с которой магнитное поле действует на движущуюся заряженную частицу.
Формула
Направление	Правило левой руки:если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, четыре вытянутых пальца были направлены по току, то отогнутый на 90^обольшой палец укажет направление силы Ампера.	Правило левой руки:если руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, четыре вытянутых пальца были направлены по направлению движения положительно заряженной частицы, то отогнутый на 90^обольшой палец укажет направление силы Лоренца.
Работа силы	,где угол между векторами и .	Сила Лоренца не совершает над частицей работу и не изменяет ее кинетическую энергию, она только искривляет траекторию частицы, сообщая ей центростремительное ускорение.

 

Характер движения заряженных частиц в магнитном поле.

1) Частица с зарядом попадает в магнитное поле так, что вектор параллелен , в этом случае , частица движется прямолинейно и равномерно.

2) Частица с зарядом попадает в магнитное поле так, что вектор перпендикулярен , в этом случае частица движется по окружности в плоскости, перпендикулярной линиям индукции.

3) Частица с зарядом попадает в магнитное поле так, что вектор составляет некоторый угол с вектором , в этом случае частица движется по спирали.

 

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ НА ДВИЖЕНИЕ ЗАРЯЖЕННОЙ ЧАСТИЦЫ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 4 . Найти период его обращения.

Ответ: 8,9

Из формулы, полученной при решении задачи, следует, что период обращения заряженной частицы в магнитном поле не зависит от скорости, с которой она влетает в магнитное поле и не зависит от радиуса окружности, по которой она движется.

Содержание

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ

Электромагнитная индукция – это явление возникновения ЭДС индукции в проводящем контуре, находящемся в изменяющемся магнитном поле. Если проводящий контур замкнут, то в нем возникает индукционный ток.

ЗАКОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ (ЗАКОН ФАРАДЕЯ): ЭДС индукции равна по модулю скорости изменения магнитного потока.

или , где число витков в контуре, магнитный поток.

Знак «минус» в законе отражает правило Ленца: индукционный ток своим магнитным потоком препятствует изменению того магнитного потока, которым он вызван.

, где площадь поверхности контура, угол между вектором магнитной индукции и нормалью к плоскости контура.

, где индуктивность проводника.

Индуктивность зависит от формы, размеров проводника (индуктивность прямого проводника меньше индуктивности катушки), от магнитных свойств окружающей проводник среды.

 

Способы получения ЭДС индукции	Формула	Природа сторонних сил	Определение направления индукционного тока
Проводник находится в переменном магнитном поле	, где	Вихревое электрическое поле, которое порождается изменяющимся магнитным полем.	Алгоритм: 1) Определить направление внешнего магнитного поля. 2) Определить увеличивается или уменьшается магнитный поток. 3) Определить направление магнитного поля индукционного тока. Если >0,то , если <0, то 4) По правилу буравчика (правой руки) по направлению определить направление индукционного тока.
Изменяется площадь контура	, где
Изменяется положение контура в магнитном поле (изменяется угол )	, где
Проводник движется в однородном магнитном поле	, , где угол между	Сила Лоренца	Правило правой руки: если ладонь расположить так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, отставленный большой палец совпадал с направлением скорости проводника, то четыре вытянутых пальца укажут направление индукционного тока.
Самоиндук-ция – явление возникнове-ния ЭДС индукции в проводнике, по которому идет изменяющий-ся ток	или	Вихревое электрическое поле	Ток самоиндукции направлен в ту же сторону, что и ток созданный источником, если сила тока уменьшается, ток самоиндукции направлен против тока созданного источником, если сила тока увеличивается.

Пример использования алгоритма:

При решении задач на электромагнитную индукцию используют закон Ома: , причем .

ЭНЕГРИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

ВИХРЕВЫЕ И ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ПОЛЯ

 

	Потенциальные поля: гравитационное, электростатическое	Вихревые (непотенциальные) поля
магнитное	вихревое электрическое
Источник поля	Неподвижный электрический заряд	Движущийся заряд (электрический ток)	Изменяющее-ся магнитное поле
Индикатор поля (объект, на который поле действует с некоторой силой)	Электрический заряд	Движущийся заряд (электрический ток)	Электричес-кий заряд
Линии поля	Незамкнутые линии напряженности электрического поля, начинаются на положительных зарядах	Замкнутые линии магнитной индукции	Замкнутые линии напряженнос-ти

 

Свойства сил потенциальных полей (консервативных сил):

1) Работа сил потенциального поля не зависит от формы траектории, а определяется только начальным и конечным положением тела.

2) Работа сил потенциального поля при перемещении тела (заряда) по замкнутой траектории равна нулю.

3) Работа сил потенциального поля равна изменению потенциальной энергии тела (заряда), взятому со знаком «минус».

Содержание

 

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ

Электромагнитные колебания – это периодические изменения заряда, силы тока, напряжения.

- формула для расчета периода электромагнитных колебаний (формула Томсона).

СВОБОДНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ осуществляются в колебательном контуре, состоящем из катушки индуктивностью и конденсатора емкости .Для того, чтобы в контуре возникли колебания, конденсатор необходимо зарядить, сообщив ему заряд .

Заряд
Сила тока
Напряжение
Энергия электрического поля
Энергия магнитного поля
Полная энергия

Идеальный колебательный контур – контур, сопротивление которого равно нулю. В реальных контурах , поэтому колебания затухают, сообщенная контуру первоначально энергия превращается в тепло.

ВЫНУЖДЕННЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ (ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК)

Переменный ток можно получить, вращая проводящую рамку в магнитном поле. При этом магнитный поток будет изменяться по закону синуса или косинуса.

Мгновенное значение ЭДС индукции в контуре

где максимальное значение ЭДС индукции если рамка содержит витков, то

Действующим значением напряжения и силы переменного тока называют напряжение и силу такого постоянного тока, при котором в цепи выделяется такое же количество теплоты, как и при данном переменном токе.

Вольтметры и амперметры, включенные в цепь переменного тока, измеряют действующие значения.

 

 

НАГРУЗКИ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Нагрузка	Характерное явление	Сила тока, напряжение	Закон Ома
Активная нагрузка	Происходит необратимое преобразование электрической энергии в тепло.	Колебания тока и напряжения совпадают по фазе.	активное сопротивление.
Емкость	Происходит периодическая зарядка и разрядка конденсатора.	Колебания тока опережают колебания напряжения на	емкостное сопротивление.
Индуктивность	ЭДС самоиндукции препятствует изменению силы тока в катушке.	Колебания тока отстают от колебаний напряжения на	индуктивное сопротивление.

 

РЕЗОНАНС В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ – это резкое возрастание амплитуды колебаний силы тока и напряжения при совпадении частоты подаваемого в цепь переменного тока с собственной частотой колебания цепи. Резонанс возможен, если цепь, содержащую индуктивность и емкость и имеющую собственную частоту колебаний , которая зависит только от и , подключают к цепи переменного тока с частотой причем Резонансная частота

При резонансе

ТРАНСФОРМАТОР – прибор, преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения без изменения частоты. Состоит из первичной и вторичной катушек, надетых на замкнутый сердечник. Первичная катушка содержит количество витков и подключается к источнику переменного тока, вторичная катушка содержит количество витков и подключается к потребителю электроэнергии.

Коэффициент трансформации

Повышая напряжение в несколько раз, трансформатор уменьшает силу тока во столько же раз:

Повышают напряжение и понижают соответственно силу тока при передаче энергии от электростанций к потребителю для того, чтобы уменьшить тепловые потери на проводах ЛЭП, затем получают напряжение, необходимое для потребителя с помощью понижающих трансформаторов.

Содержание

 

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

 

Электромагнитная волна – распространяющееся в пространстве электромагнитное поле. Теория электромагнитных волн создана Дж. Максвеллом в 60-х годах 19 века:

1) Переменное магнитное поле порождает переменное электрическое поле, переменное электрическое поле порождает переменное магнитное поле и т. д. Этот процесс лежит в образовании электромагнитной волны.

2) Источником электромагнитной волны является колеблющийся (движущийся с ускорением) заряд.

3) Электромагнитная волна в вакууме распространяется со скоростью света

4) Электромагнитные волны поперечные. Колебания векторов и происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях, которые перпендикулярны направлению скорости распространения волны, т.е. взаимно перпендикулярны.

5) Колебания векторов и совпадают по фазе, т. е. они одновременно обращаются в нуль и одновременно достигают максимума.

6) Электромагнитные волны могут отражаться, преломляться, им присущи явления интерференции, дифракции, дисперсии, поляризации.

Впервые электромагнитные волны были обнаружены немецким физиком Генрихом Герцем в 1887 г. В своих экспериментах Герц использовал открытый колебательный контур, представляющий собой отрезок металлического проводника (антенну или вибратор Герца).

ПРИНЦИПЫ РАДИОСВЯЗИ

Радиосвязь – передача информации с помощью электромагнитных волн.

РАДИОПЕРЕДАТЧИК

Элементы	Назначение
Микрофон	Преобразует звуковые колебания в электромагнитные колебания низкой частоты, которые несут информацию, но не излучаются в пространство.
Генератор высокой частоты	Создает высокочастотные колебания, которые могут излучаться в пространство, но не несут информацию.
Модулятор	Изменяет параметры высокочастотных колебаний с помощью колебаний низкой частоты, создаются волны, которые несут информацию и могут излучаться в пространство.
Передающая антенна	Излучает модулированные колебания в пространство

РАДИОПРИЕМНИК

Элементы	Назначение
Приемная антенна	В приемной антенне электромагнитные волны возбуждают высокочастотные колебания.
Колебательный контур переменной емкости	Выделяет из всевозможных электромагнитных колебаний те колебания, частота которых совпадает с частотой этого контура. Частоту контура можно изменять за счет изменения емкости контура.
Детектор	Выделяет из модулированных высокочастотных колебаний низкочастотные колебания.
Динамик	Преобразует низкочастотные электрические колебания в звуковые колебания.

КЛАССИФИКАЦИЯ РАДИОВОЛН

Наименование	Диапазон длин волн (м)	Свойства
Длинные Средние	10000 – 1000 1000 - 100	Огибают земную поверхность. Используются для радиосвязи между пунктами расположенными на поверхности Земли вне прямой видимости.
Короткие	100 - 10	Отражаются от ионосферы и поверхности Земли. Используются для радиосвязи на любых расстояниях между двумя пунктами на Земле.
Ультракороткие	<10	Проникают сквозь ионосферу и почти не огибают Землю. Используются для радиосвязи между пунктами, находящимися в пределах прямой видимости, для радиосвязи с космическими кораблями.

Содержание

 

 

ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА

ЗАКОНЫ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ

1)Закон прямолинейного распространения света: