Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
Тип файла:
ppt / pptx (powerpoint)
Всего слайдов:
17 слайдов
Для класса:
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
Размер файла:
1.84 MB
Просмотров:
75
Скачиваний:
0
Автор:
неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№1 слайд![Лекция а. Магнитное поле Курс](/documents_6/041cc3dace2f25610e09217a6b71802a/img0.jpg)
Содержание слайда: Лекция 3а.
Магнитное поле
Курс физики для студентов БГТУ
Заочный факультет
Кафедра физики БГТУ
доцент Крылов Андрей Борисович
№2 слайд![. Что такое магнитное поле](/documents_6/041cc3dace2f25610e09217a6b71802a/img1.jpg)
Содержание слайда: 1. Что такое магнитное поле
Когда и как оно образуется?
Вокруг постоянных магнитов.
Вокруг двигающихся заряженных частиц (ионов и электронов).
Вокруг проводников с током.
Неподвижные электрические заряды создают вокруг себя электростатическое поле.
Если же заряд движется, то кроме электрического вокруг него возникает еще и магнитное поле.
Магнитную индукцию В определяют как отношение силы dF, действующей со стороны магнитного поля, на элемент dl проводника с током I:
Единицей магнитной индукции служит тесла (Тл)
Это значит, что магнитное поле индукцией в 1 Тл действует на проводник длиной в 1м, по которому течет ток 1 А, с силой в 1 Н.
№3 слайд![Магнитная индукция В](/documents_6/041cc3dace2f25610e09217a6b71802a/img2.jpg)
Содержание слайда: Магнитная индукция В: направление вектора
Магнитное поле токов принципиально отличается от электрического поля.
Магнитное поле, в отличие от электрического, оказывает силовое действие только на движущиеся заряды (токи).
Графически магнитное поле изображают с помощью линий магнитной индукции (силовых линий) – линий, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора магнитной индукции.
Для определения направления вектора магнитного поля прямолинейного проводника пользуются правилом буравчика: направление вращения рукоятки буравчика совпадает с направлением вектора если при вращении буравчик перемещается в направлении тока:
№4 слайд![. Закон Био Савара-Лапласа](/documents_6/041cc3dace2f25610e09217a6b71802a/img3.jpg)
Содержание слайда: 2. Закон Био–Савара-Лапласа для участка проводника
Их выводы:
Правило суперпозиций В около проводников: если магнитное поле создается несколькими проводниками/участками проводников с током, то индукция результирующего поля есть векторная сумма индукций полей, создаваемых каждым проводником/ участком проводников в отдельности:
Индукция В магнитного поля электрических токов I, текущих по проводнику, определяется совместным действием всех отдельных малых участков проводника dl:
№5 слайд![Закон Био Савара-Лапласа для](/documents_6/041cc3dace2f25610e09217a6b71802a/img4.jpg)
Содержание слайда: Закон Био–Савара-Лапласа для всего проводника
Для полного магнитного поля вблизи всего проводника по принципу суперпозиции для малых участков: проводника dl:
Модуль полной индукции магнитного поля:
Закон Био–Савара-Лапласа, таким образом, включает в себя правило суперпозиции В и позволяет рассчитывать магнитные поля токов различных конфигураций.
№6 слайд![. Сила Ампера для проводников](/documents_6/041cc3dace2f25610e09217a6b71802a/img5.jpg)
Содержание слайда: 3. Сила Ампера для проводников с током
Как показали опыты Ампера для постоянного и однородного магнитного поля: сила со стороны магнитного поля dF, действующая на участок проводника, пропорциональна силе тока I, индукции магнитного поля В, длине dl этого участка и синусу угла α между направлениями тока I и вектора магнитной индукции В:
При рассмотрении участка проводника уже немалой длины l:
№7 слайд![Действие силы Ампера для двух](/documents_6/041cc3dace2f25610e09217a6b71802a/img6.jpg)
Содержание слайда: Действие силы Ампера для двух параллельных проводников с током
Если по двум параллельным проводникам электрические токи текут в одну и ту же сторону, то наблюдается взаимное притяжение проводников.
В случае, когда токи текут в противоположных направлениях, проводники отталкиваются.
Взаимодействие токов вызывается их магнитными полями: магнитное поле одного тока действует силой Ампера на другой ток и наоборот.
№8 слайд![Закон Ампера. Взаимодействие](/documents_6/041cc3dace2f25610e09217a6b71802a/img7.jpg)
Содержание слайда: Закон Ампера. Взаимодействие параллельных токов.
Опыты показали, что модуль силы Ампера F, действующей на отрезок длиной dl каждого из проводников, прямо пропорционален силам тока I1 и I2 в проводниках, длине отрезка dl и обратно пропорционален расстоянию R между ними:
№9 слайд![. Теорема о циркуляции](/documents_6/041cc3dace2f25610e09217a6b71802a/img8.jpg)
Содержание слайда: 4. Теорема о циркуляции вектора В (теорема Гаусса в магнетизме)
Расчеты магнитного поля часто упрощаются при учете симметрии в конфигурации токов, создающих поле.
В этом случае можно пользоваться теоремой о циркуляции вектора магнитной индукции, которая в теории магнитного поля токов играет ту же роль, что и теорема Гаусса в электростатике. Ее называют теоремой Гаусса в магнетизме.
Вспомним, что циркуляцией вектора B называют сумму произведений Bdl, взятую по всему замкнутому контуру L:
№10 слайд![Применение теоремы о](/documents_6/041cc3dace2f25610e09217a6b71802a/img9.jpg)
Содержание слайда: Применение теоремы о циркуляции к расчету магнитного поля бесконечно длинного соленоида
Следовательно, циркуляция вектора по контуру равна Bl, где l – длина стороны ab. Согласно теореме о циркуляции:
№11 слайд![. Заряженная частица в](/documents_6/041cc3dace2f25610e09217a6b71802a/img10.jpg)
Содержание слайда: 5. Заряженная частица в однородном магнитном поле
Так как электрический ток представляет собой упорядоченное движение зарядов, то действие магнитного поля на проводник с током есть результат его действия на отдельные движущиеся заряды.
Силу, действующую со стороны магнитного поля на движущиеся в нем заряды, называют силой Лоренца.
Сила Лоренца определяется соотношением:
№12 слайд![Направление движения](/documents_6/041cc3dace2f25610e09217a6b71802a/img11.jpg)
Содержание слайда: Направление движения точечного заряда в магнитном поле
№13 слайд![Масс-спектрометры Однородные](/documents_6/041cc3dace2f25610e09217a6b71802a/img12.jpg)
Содержание слайда: Масс-спектрометры
Однородные магнитные поля используются во многих приборах и, в частности, в масс-спектрометрах – устройствах, с помощью которых можно измерять массы заряженных частиц – ионов или ядер различных атомов.
Масс-спектрометры используются для разделения изотопов, то есть ядер атомов с одинаковым зарядом, но разными массами (например, 20Ne и 22Ne).
Простейший масс-спектрометр показан на рисунке. Ионы, вылетающие из источника S, проходят через несколько небольших отверстий, формирующих узкий пучок.
Затем они попадают в селектор скоростей, в котором частицы движутся в скрещенных однородных электрическом и магнитном полях.
Электрическое поле создается между пластинами плоского конденсатора, магнитное поле – в зазоре между полюсами электромагнита. Начальная скорость v заряженных частиц направлена перпендикулярно векторам E и B.
№14 слайд![Масс-спектрометры - Частицы](/documents_6/041cc3dace2f25610e09217a6b71802a/img13.jpg)
Содержание слайда: Масс-спектрометры -2
Частицы движутся в камере в плоскости, перпендикулярной магнитному полю B', под действием силы Лоренца.
Траектории частиц представляют собой окружности радиусов:
№15 слайд![. Работа по перемещению](/documents_6/041cc3dace2f25610e09217a6b71802a/img14.jpg)
Содержание слайда: 6. Работа по перемещению контура с током в магнитном поле
Покажем, что работа, которую совершают амперовы силы при элементарном перемещении контура с током I, определяется по формуле:
где dФ − приращение магнитного потока через контур при данном перемещении.
№16 слайд![Работа по перемещению контура](/documents_6/041cc3dace2f25610e09217a6b71802a/img15.jpg)
Содержание слайда: Работа по перемещению контура с током в магнитном поле -2
3. Если контур произвольной формы, то разобьем его на бесконечно малые элементы тока и рассмотрим их бесконечно малые перемещения.
В этих условиях магнитное поле, в котором перемещается каждый элемент тока, можно считать однородным.
№17 слайд![Спасибо за внимание! Курс](/documents_6/041cc3dace2f25610e09217a6b71802a/img16.jpg)
Содержание слайда: Спасибо за внимание!
Курс физики для студентов БГТУ
Заочный факультет
Кафедра физики БГТУ
доцент Крылов Андрей Борисович