Поток вектора магнитного поля величиной 10 тл (2 видео)

Поток вектора магнитного поля величиной 10 тл

Задачи по физике — это просто!

Не забываем, что решать задачи надо всегда в системе СИ!

Содержание

А теперь к задачам!
Магнитный поток. Магнитная индукция. Решение задач
Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток)
Определение
Связь магнитного потока и работы сил магнитного поля
Теорема Гаусса для магнитного поля
🎥 Видео

А теперь к задачам!

Элементарные задачи из курса школьной физики на расчет величины магнитной индукции и магнитного потока.

Задача 1

Определить магнитный поток, проходящий через площадь 20 м 2 , ограниченную замкнутым контуром в однородном магнитном поле с индукцией 20 мТл, если угол между вектором магнитной индукции и плоскостью контура составляет 30 o .

Задача 2

Определите магнитный поток, пронизывающий плоскую прямоугольную поверхность со сторонами 25 см и 60 см, если магнитная индукция во всех точках поверхности равна 1,5 Тл, а вектор магнитной индукции образует с нормалью к этой поверхности угол, равный: а) 0, б) 45 o , в) 90 o .

Задача 3

Магнитный поток внутри контура, площадь поперечного сечения которого 60 см 2 , равен 0,3 мВб.
Найдите индукцию поля внутри контура. Поле считать однородным.

Задача 4

Определить магнитную индукцию магнитного поля, если магнитный поток через площадь 500 см 2 , ограниченную контуром, составил 9×10 -4 Вб. Угол между вектором магнитной индукции и плоскостью контура составляет 60 o .

Задача 5

Протон, влетев в магнитное поле со скоростью 100 км/с, описал окружность радиусом 50 см.
Определить индукцию магнитного поля, если заряд протона составляет 1,6х10 -19 Кл, а масса равна 1,67х10 -27 кг.

Видео:Поток вектора магнитной индукцииСкачать

Магнитный поток. Магнитная индукция. Решение задач

Задача 1

Определить магнитный поток, проходящий через площадь 20 кв. см, ограниченную замкнутым контуром в однородном магнитном поле с индукцией 20 мТл, если угол между вектором магнитной индукции и плоскостью контура составляет 30 градусов.

Задача 2

Задача 3

Магнитный поток внутри контура, площадь поперечного сечения которого 60 кв. см, равен 0,3 мВб.
Найдите индукцию поля внутри контура. Поле считать однородным.

Задача 4

Определить магнитную индукцию магнитного поля, если магнитный поток через площадь 500 кв. см, ограниченную контуром, составил 0,0009 Вб. Угол между вектором магнитной индукции и плоскостью контура составляет 60 градусов.

Задача 5

Протон, влетев в магнитное поле со скоростью 100 км/с, описал окружность радиусом 50 см.
Определить индукцию магнитного поля, если заряд протона составляет 1,6 х 10-19 Кл, а масса равна 1,67 х 10-27 кг.

Видео:Магнитный поток | Физика 9 класс #38 | ИнфоурокСкачать

Поток вектора магнитной индукции (магнитный поток)

Вы будете перенаправлены на Автор24

Видео:Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Гаусса. 10 класс.Скачать

Определение

Потоком вектора магнитной индукции (магнитным потоком) (Ф) через площадку S называют скалярную величину равную:

где $alpha $ угол между $overrightarrow$ и $overrightarrow$, $overrightarrow$ — нормаль к площадке S.

Ф равен количеству линий магнитной индукции, которые пересекают площадку S (рис.1). Поток магнитной индукции может быть положительным и отрицательным. Знак потока зависит от выбора положительного направлении нормали к площадке S. Обычно, положительное направление нормали связывают с направлением обхода контура током. За положительное направление нормали принимают поступательное перемещение правого винта, при вращении его по току.

В том случае, если магнитное поле неоднородно, S не является плоской, то поверхность можно разбить на элементарные площадки dS, которые рассматриваются как плоские, а поле на этой площадке можно считать однородным. В таком случае магнитный поток (dФ) можно через такую поверхность определить как:

Тогда полный поток через поверхность S находится как:

Основная единица измерения магнитного потока в системе СИ — вебер (Вб). $1 Вб=frac$.

Видео:Урок 281. Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Правило ЛенцаСкачать

Связь магнитного потока и работы сил магнитного поля

Элементарную работу ($delta A$), которую совершают силы магнитного поля можно выразить через элементарное изменение потока вектора магнитной индукции (dФ):

[delta A=IdФ left(4right).]

В том случае, когда проводник с током совершил конечное перемещение, а сила тока постоянна, то работа сил поля равна:

где $Ф_1$ — поток через контур в начале перемещения, $Ф_2$ — поток через контур в конце перемещения.

Видео:Физика - Магнитное полеСкачать

Теорема Гаусса для магнитного поля

Суммарный магнитный поток через замкнутую поверхность S равен нулю:

Уравнение (6) справедливо для любых магнитных полей. Это уравнение аналог теоремы Остроградского — Гаусса в электростатике (в вакууме):

Уравнение (6) означает, что источником магнитного поля являются не магнитные заряды (их в природе не существует), а электрические токи. Данную теорему мы подробно рассматривали в разделе «Отсутствие в природе магнитных зарядов».

Задание: Недалеко от бесконечно длинного прямого проводника с током I находится квадратная рамка, по которой течет ток с силой $I’$. Сторона рамки равна $а$. Рамка лежит в плоскости с проводом (рис.2). Расстояние от ближайшей стороны рамки до проводника равно b. Найдите работу магнитной силы при удалении рамки из поля. Считать токи постоянными.

Индукция магнитного поля длинного проводника с током в части, где расположена квадратная рамка, направлена на нас.

При решении этой задачи необходимо помнить, что рамка с током находится в неоднородном поле, магнитная индукция убывает при удалении от провода.

В качестве основы для решения задачи используем формулу связи потока и работы:

$I’$- сила тока в рамке, $Ф_1$- поток через квадратную рамку, когда расстояние от ее стороны, ближайшей к проводу равна $b$. $Ф_2=0$, так как в конечном положении рамка вне магнитного поля по условию. Следовательно, формула (1.1) запишется как:

Выберем направление нормали ($overrightarrow$) к квадратному контуру от нас (по правилу правого винта). Тогда для всех элементов поверхности, которая ограничена контуром квадратной рамки угол между нормалью $overrightarrow$ и вектором $overrightarrow$ равен $pi $. Тогда формула для потока через поверхность рамки на расстоянии x от провода имеет вид:

где индукция магнитного поля бесконечно длинного проводника с током силы I равна:

Следовательно, весь поток из (1.3) найдем как:

Подставим формулу (1.5) в выражение (1.2) найдем искомую работу: