По двум очень длинным тонким параллельным проводам текут одинаковые постоянные токи, направления которых показаны на рисунке. В плоскости этих проводов лежат точки 1, 2 и 3, причём точка 1 находится посередине между проводами.
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.
1) Провода притягиваются друг к другу.
2) Провода отталкиваются друг от друга.
3) В точке 1 индукция магнитного поля равна нулю.
4) В точке 2 вектор индукции магнитного поля направлен перпендикулярно плоскости рисунка «к нам».
5) В точке 3 вектор индукции магнитного поля направлен перпендикулярно плоскости рисунка «от нас».
Согласно правилу правой руки: «Если отведенный в сторону большой палец правой руки расположить по направлению тока, то направление обхвата провода четырьмя пальцами покажет направление линий магнитной индукции». Мысленно проделав указанные действия для обоих проводов, получаем, что в точке 1 векторы магнитной индукции направлены «к нам», а значит, суммарный вектор индукции магнитного поля в этой точке будет также направлен «к нам». Аналогично для вектора магнитной индукции в точке 2 — он направлен «к нам». В точке 3 вектор магнитной индукции направлен «от нас», т. к. она расположена ближе к левому проводу.
Токи в проводах направлены противоположным образом и, согласно правилу левой руки («Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а вытянутые четыре пальца совпадали с направлением тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле»), такие провода будут отталкиваться.
Презентация к защите
ФСФ фанера 15мм и еще.
Курс лекций по физике Примеры решения задач
1. Сила взаимодействия двух параллельных проводов определяется уравнением
2. Сила, приходящаяся на единицу длины проводников
3.3.15. Шины генератора в виде двух медных шин длиной l = 2 м каждая отстоят на расстоянии d = 0,2 м друг от друга. При коротком замыкании по замкнутому контуру течёт ток силой I = 104 A. Определить силу взаимодействия шин. 1. В двухпроводной линии, питающей генератор, одинаковые по силе токи по проводникам текут в противоположных направлениях, т.е. силы Ампера будут направлены в противоположные стороны. Для определения величины силы взаимодействия шин воспользуемся уравнением (1) предыдущей задачи
3.3.16. По двум проводам, параллельным друг другу, длиной l = 1 м текут одинаковые токи. Расстояние между проводами составляет d = 1 см. Токи взаимодействуют с силой Ампера F = 1 × 10 — 3 А. Определить силу тока в проводниках. 1. Разрешим уравнение (1) предыдущей задачи относительно силы тока
3.3.17. По трём параллельным проводам, находящимся на расстоянии d = 0,1 м друг от друга, текут токи одинаковой силы I = 100 А. В двух проводах направление токов совпадает. Вычислить величину и направление силы Ампера, действующей на отрезок l = 1 м каждого провода.
1. Определим силы взаимодействия между токами
2. Результирующая сила, приложенная к единице длины каждого проводника
3.3.18. Два проволочных кольца радиусом R = 0,1 м каждое, по которым текут токи одинаковой силы I = 10 А, расположены в параллельных плоскостях, отстоящих на расстоянии d = 1 × 10 — 3 м. Найти силу взаимодействия контуров.
1. Сила взаимодействия двух круглых контуров одинакового радиуса и с токами одинаковой силы определится следующими уравнениями
Свойства электромагнитных волн. Установим основные свойства электромагнитной волны на примере плоской волны, распространяющейся в свободном пространстве (отсутствуют заряды и токи). 1. Направим ось х перпендикулярно волновым поверхностям. При этом Из условий 2. Кроме того, оказывается, векторы (можно было бы взять и другую пару, содержащую производные Ez и Hy). Из этих уравнений видно, что изменение во времени, скажем, магнитного поля, направленного вдоль оси z, порождает электрическое поле Ey вдоль оси y. Изменение во времени поля Ey в свою очередь порождает поле Hz и т. д. Ни поля Ez, ни поля Hy при этом не возникает. А это и значит, что 3. т.е. представляют собой гармонические функции Как видно из (3.3.9) частоты и волновые числа в этих выражениях одинаковы, отличаются лишь амплитуды и начальные фазы. Подставив эти решения в уравнения (3.3.8), получим
4. Найдем связь мгновенных значений Ε и Н. Рис.3.3.1. Поскольку
Перемножив эти два равенства, получим
Это соотношение связывает амплитуды колебаний Е и Н. Но поскольку фазы их колебаний совпадают, то мгновенные значения подчиняются такому же равенству По двум параллельным прямым проводам текут токи одинаковые по величине и направлениютоки текут противоположном направлении Два круговых витка радиусами 270 и 240 мм расположены в параллельных плоскостях. Центры витков лежат на общем перпендикуляре, расстояние между центрами 680 мм. По виткам текут токи в противоположных направлениях. Магнитная индукция поля в точке, расположенной между витками на расстоянии 360 мм от центра первого витка, равна 3,30 мкТл. Найти силу тока в первом витке, если сила тока во втором витке равна 30,0 А. По двум длинным параллельным проводам, расстояние между которыми d = 5 см, текут одинаковые токи I = 10 А. Определить индукцию В и напряженность Н магнитного поля в точке, удаленной от каждого провода на расстояние r = 5 см, если токи текут в противоположных направлениях. По двум длинным параллельным прямым проводам текут в противоположных направлениях токи I1 и I2. Расстояние между проводами равно d. В точке, лежащей на равном расстоянии d/2 от каждого провода, значение магнитной индукции равно B0. Значение магнитной индукции в точке, лежащей на расстоянии r1 от провода с током I1 и на расстоянии r2 от провода с током I2, равно B. Определить неизвестную величину.
Два круговых витка радиусом R = 15 см каждый расположены в параллельных плоскостях на расстоянии d = 5 см друг от друга и имеют общую ось. По виткам текут токи противоположного направления по 3 А. Определить величину и направления вектора индукции в центре одного из них. По двум параллельным бесконечно длинным проводникам, находящимся на расстоянии d = 10 см друг от друга, текут токи противоположного направления величиной I = 30 А. Определите напряженность магнитного поля в точке, расположенной посередине между проводниками. Чему равна напряженность магнитного поля в точке, которая находится на расстоянии r1 = 15 см от одного проводника и r2 = 5 см от другого и расположена в плоскости, проходящей через оба проводника? Два круговых витка радиусом R = 4 см каждый расположены в параллельных плоскостях на расстоянии d = 0,1 м друг от друга. По виткам в противоположных направлениях текут токи I1 = I2 = 2 А. Найти магнитную индукцию В на оси витков в точке, находящейся на равном расстоянии от них. По двум длинным параллельным проводам текут токи в противоположных направлениях, причем I2 = 4I1 расстояние между проводами d. Определить положение точек, в которых магнитная индукция магнитного поля равна нулю. Расстояние между длинными параллельными проводниками с токами силой 5 и 10 А равно 0,6 м. Токи текут в противоположных направлениях. Как расположена линия, в каждой точке которой напряженность магнитного поля равна нулю? На каком расстоянии находятся эти линии от проводника с током силой 5 А? |
. (1)
. (2)
. (1)
. (2)
, (1)
, (2)
. (3)
. (4)
, (1)
, (2)
. (3)
и 
, а значит и их проекции на оси y и z, не будут зависеть от координат y и z, т. е. соответствующие производные по y и z будут равны нулю. Поэтому уравнения (3.3.1) упрощаются (останутся только производные по x) и принимают вид:
(3.3.7)
и 
следует, что Ex не зависит ни от x, ни от t, аналогично — для Hx. Это значит, что отличные от нуля Ex и Hx могут быть обусловлены лишь постоянными однородными полями, накладывающимися на поле волны. А для переменного поля плоской волны Ex = 0 и Hx = 0, т.е. векторы 
(3.3.8)
и 
являются решениями уравнений
(3.3.9)
(3.3.10)
(3.3.11)
Чтобы эти уравнения удовлетворялись в любой момент времени в любой точке пространства, нужно, чтобы 
. Таким образом колебания векторов 
. (3.3.12)
. (3.3.13)