Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца.

Электрический ток – это упорядоченно движущиеся заряженные частицы. Поэтому действие магнитного поля на проводник с током есть результат действия поля на движущиеся частицы внутри проводника.

Силу, действующую на движущуюся зараженную частицу со стороны магнитного поля, называют силой Лоренца.

Силу Лоренца можно найти с помощью закона Ампера.

Модуль силы Лоренца равен отношению модуля силы F, действующей на участок проводника длиной Δ l, к числу N заряженных частиц, упорядоченно движущихся в этом участке проводника.

,

где α – угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции.

Сила Лоренца перпендикулярна векторам  и . Её направление определяется с помощью правила левой руки. Если левую руку расположить так, чтобы составляющая магнитной индукции , перпендикулярная скорости заряда, входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по движению положительного заряда (против движения отрицательного), то отогнутый на 90⁰ большой палец укажет направление действующей силы Лоренца F _Л.

Определить среднюю кинетическую энергию и концентрацию молекул одноатомного газа при температуре 290 К и давлении 0,8 МПа.

Дано:

Т = 290 К

р = 0,8 М Па = 800000 Па

Найти ; п.

Решение.

;  (Дж).

; ; .

Ответ:  Дж; .

 

Билет 5

Второй закон Ньютона. Масса. Единицы массы и силы.

Ускорение данного тела определяется действующей на него силой и свойствами самого тела.

Ускорение данного тела зависит от его массы. Чем больше масса тела, тем меньше получаемое телом ускорение при действии на него заданной силы.

Прямая пропорциональность между модулями ускорения и силы означает, что отношение модуля силы к модулю ускорения является постоянной величиной, не зависящей от силы, которая называется массой тела,  а точнее инертной массой тела.

Масса – основная динамическая характеристика тела, количественная мера его инертности, т. е. способности тела приобретать определённое ускорение под действием силы. Чем больше масса тела, тем больше его инертность.

Второй закон Ньютона. Ускорение тела прямо пропорционально силе, действующей на него, и обратно пропорционально его массе.

.

Эта формула выражает один из самых фундаментальных законов природы, которому подчиняются все тела.

Другая формулировка второго закона Ньютона. Произведение массы тела на ускорение равно сумме действующих на него сил.

.

Масса тела измеряется в килограммах. Сила измеряется в ньютонах.

Открытие электромагнитной индукции. Опыты Фарадея. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции.

 Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в проводящем контуре, который любо покоится в переменном во времени магнитном поле, либо движется в постоянном магнитном поле таким образом, что число линий магнитной индукции, пронизывающих контур, меняется.

Явление электромагнитной индукции было открыто М. Фарадеем в 1831 г.

Сначала была открыта электромагнитная индукция в неподвижных друг относительно друга проводниках при замыкании и размыкании цепи.

Фарадей уловил то общее, от чего зависит появление индукционного тока в опытах, которые внешне по-разному поставлены.

В замкнутом проводящем контуре при изменении числа линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную этим контуром. И чем быстрее меняется число линий магнитной индукции, тем больше возникающий индукционный ток.

Магнитным потоком Ф (потоком магнитной индукции) через поверхность площадью S называют величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции  на площадь S и косинус угла α между векторами  и .

.

Магнитный поток наглядно можно истолковать как величину, пропорциональную числу линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность площадью S.

Единицей магнитного потока является вебер (1 Вб).

Закон электромагнитной индукции. ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:

.

Индукционный ток  согласно правилу буравчика направлен по часовой стрелке (против направления положительного обхода) и ЭДС индукции отрицательна. Поэтому в законе электромагнитной индукции должен стоять знак «минус», указывающий на то, что E ₁ и  имеют разные знаки.

.

3. При какой температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа равна 6,21·10^-21 Дж?

Дано:

 Дж

Найти Т.

Решение.

; ;  K.

Ответ: 675 К.

 

Билет 6.