Физика. ГИА №13 — магнитные явления
Сравнение электрического и магнитного полей приведено в таблице.
Далее рассмотрим типовые задания с решениями.
Проводник, по которому протекает электрический ток I, расположен перпендикулярно плоскости чертежа (см. рисунок). Расположение какой из магнитных стрелок, взаимодействующих с магнитным полем проводника с током, показано правильно?
Направление магнитного поля вокруг проводника с током определяется по правилу буравчика. Для этого буравчик нужно направить вдоль проводника и ввинчивать так, чтобы он двигался по направлению движения тока (для правила буравчика это направление от «+» к «-»). Направление вращения ручки буравчика покажет направление линий магнитного поля. На рисунке ток движется от наблюдателя и ручку буравчика нужно крутить по часовой стрелке, следовательно, линии магнитного поля также будут направлены по часовой стрелке. Учитывая, что линии магнитного поля исходят из северного полюса N и входят в южный полюс S и то что одноименные полюса магнита отталкиваются, а разноименные притягиваются, то имеем верное изображение стрелки магнитного компаса под номером 3.
Проводник с током находится между полюсами постоянного магнита (см. рисунок).
Сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током, направлена
На проводник с током со стороны магнитного поля действует сила Лоренца. Направление силы Лоренца можно найти по правилу левой руки. Для этого пальцы левой руки располагают вдоль проводника в направлении движения тока, а линии магнитного поля должны пронизать ладонь. Тогда отставленный на 90 градусов большой палец левой руки покажет направление силы Лоренца. Из рисунка видно, что ток по проводнику движется к наблюдателю, а линии магнитного поля исходят из северного полюса N и входят в южный полюс S. Тогда правило левой руки показывает, что сила Лоренца будет направлена вниз.
Магнитное поле можно обнаружить по его действию на
А. неподвижные электрические заряды. Б. магнитную стрелку.
Правильным является ответ
1) только А; 2) только Б; 3) и А, и Б; 4) ни А, ни Б
А. Многочисленные опыты свидетельствуют о том, что магнитное поле постоянного магнита действует на проводник с током, т. е. оно действует на упорядоченно движущиеся электрические заряды. На неподвижные заряды магнитное поле не действует.
Б. Магнитное поле проявляется около постоянных магнитов и проводников, по которым идет электрический ток. Широко распространенным индикатором магнитного поля является магнитная стрелка (компас).
Постоянный полосовой магнит сначала вносят в фарфоровое замкнутое кольцо (рис. 1а), затем в алюминиевое кольцо с разрезом (рис. 1б).
1) возникает только в первом случае
2) возникает только во втором случае
3) возникает в обоих случаях
4) не возникает ни в одном из случаев
Фарфор является диэлектриком, поэтому индукционный ток, при движении магнита через кольцо, возникать не будет.
Во втором случае, алюминиевое кольцо разорвано, поэтому на концах этого кольца будут сосредотачиваться заряды противоположного знака, но из-за разрыва ток течь по кольцу не сможет.
В отсутствие тока в проводнике 1, расположенном перпендикулярно плоскости чертежа, магнитная стрелка располагалась в плоскости чертежа так, как показано на рисунке. Если по проводнику пропустить ток, то магнитная стрелка, возможно,
A. повернётся на 90°.
Б. повернётся на 180°.
B. не изменит своего положения.
Верным(-и) является(-ются) утверждение(-я):
Известно, что вокруг проводника с током образуется магнитное поле. Направление силовых линий этого поля можно найти по правилу буравчика. Однако и так ясно, что при одном направлении тока магнитные линии поля будут направлены по часовой стрелке, а при другом направлении тока – против часовой стрелки. Это означает, что в одном случае стрелка магнитного компаса не изменит своего направления (так как она будет сонаправлена линиям магнитного поля), а в другом случае повернется на 180°.
На рисунке изображён проводник с током, помещённый в магнитное поле. Стрелка указывает направление тока в проводнике. Вектор магнитной индукции направлен перпендикулярно плоскости рисунка от нас. Как направлена сила, действующая на проводник с током?
Магнитное поле действует на проводник с током с силой Лоренца, направление которой можно найти по правилу левой руки. Расположим пальцы левой руки вдоль проводника по направлению тока, ладонь повернем так, чтобы в нее входил вектор магнитной индукции B, тогда большой палец левой руки, оттопыренный на 90 градусов, покажет направление силы Лоренца. В данном случае она будет направлена вправо.
Две катушки надеты на железный сердечник (рис. 1). Через первую катушку протекает электрический ток (график зависимости силы тока I от времени t представлен на рис. 2).
Гальванометр, на который замкнута вторая катушка, зафиксирует индукционный ток
1) только в интервале времени от 0 до t1
2) только в интервале времени от t1 до t2
3) только в интервале времени от t2 до t3
4) в интервалах времени от 0 до t1 и от t2 до t3
По закону электромагнитной индукции ток в катушке 2 будет наводиться только в момент изменения магнитного поля в катушке 1. В свою очередь магнитное поле в катушке 1 меняется при изменении силы тока, то есть в момент времени от t1 до t2 (см. рис. 2). Следовательно, только в этот период времени в катушке 2 будет появляться индукционный ток.
Линия магнитного поля полосового магнита направлена строго вправо в точках
Линии магнитного поля исходят из северного полюса N и входят в южный полюс S. Следовательно, строго вправо линии магнитного поля будут направлены в точках 2 и 3.