Физика и астрономия · 10 клас · урок 2 от 5

Магнитна индукция. Тесла

Магнитната индукция B е векторната величина, която описва колко силно действа магнитното поле. Модулът ѝ се определя чрез силата, с която полето действа на проводник с ток, поставен перпендикулярно на линиите: B = F/(I·l). Единицата в SI е тесла (T). Полето на Земята е слабо, около 5·10−5 T, а в медицинските ЯМР скенери индукцията е от порядъка на 1 до 3 T.

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • B = F/(I·l), когато проводникът е перпендикулярен на линиите на полето.
  • 1 T = 1 N/(A·m).
  • Посоката на B съвпада с посоката, която сочи северният полюс на магнитна стрелка.
  • Магнитното поле на Земята е около 5·10−5 T.

Пример

Проводник с дължина 0,5 m и ток 2 A е перпендикулярен на полето и върху него действа сила 0,1 N. Тогава B = 0,1/(2·0,5) = 0,1 T.

Проверете се: 15 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Коя векторна величина описва силовото действие на магнитното поле?
    • Интензитетът E
    • Напрежението U
    • Капацитетът C
    • Магнитната индукция B

    Отговор: Магнитната индукция B

    B характеризира силата, с която полето действа на токове и движещи се заряди.

  2. Как се изразява модулът на магнитната индукция чрез силата върху перпендикулярен проводник с ток?
    • B = FIl
    • B = F/(Il)
    • B = I/(Fl)
    • B = Fl/I

    Отговор: B = F/(Il)

    Индукцията е максималната сила на единица ток и единица дължина.

  3. Колко е приблизително магнитната индукция на полето на Земята на повърхността ѝ?
    • около 5 T
    • около 0,5 T
    • около 5·10−12 T
    • около 5·10−5 T

    Отговор: около 5·10−5 T (десетки микротесла)

    Полето на Земята е между около 25 и 65 μT.

  4. Върху проводник с дължина 0,5 m и ток 4 A, перпендикулярен на полето, действа сила 0,1 N. Колко е индукцията?
    • 0,2 T
    • 20 T
    • 0,05 T
    • 0,8 T

    Отговор: 0,05 T

    B = F/(Il) = 0,1/(4·0,5) = 0,05 T.

  5. Ъгълът между проводник с ток и линиите на полето намалява от 90° на 30°. Как се изменя магнитната сила?
    • Увеличава се 2 пъти
    • Намалява 2 пъти
    • Не се изменя
    • Става нула

    Отговор: Намалява 2 пъти

    F = BIl·sin α, а sin 30° = 0,5.

  6. Коя е единицата за магнитна индукция в SI?
    • Вебер
    • Тесла
    • Хенри
    • Волт

    Отговор: Тесла

    Магнитната индукция се измерва в тесли (T), на името на Никола Тесла.

  7. Как се изразява 1 T чрез други единици от SI?
    • 1 N/(A·m)
    • 1 N·A·m
    • 1 A/(N·m)
    • 1 J/s

    Отговор: 1 N/(A·m)

    От B = F/(Il) следва 1 T = 1 N/(1 A · 1 m).

  8. Кога магнитното поле не действа със сила на проводник с ток?
    • Когато проводникът е перпендикулярен на линиите
    • Когато токът е максимален
    • Когато проводникът е успореден на линиите
    • Никога

    Отговор: Когато проводникът е успореден на линиите

    F = BIl sin α и при α = 0° силата е нула.

  9. Как се изменя силата на Ампер, ако токът се увеличи 3 пъти, а дължината на проводника в полето се намали 2 пъти?
    • Нараства 6 пъти
    • Намалява 1,5 пъти
    • Не се изменя
    • Нараства 1,5 пъти

    Отговор: Нараства 1,5 пъти

    F = BIl, затова силата се изменя 3/2 = 1,5 пъти, т.е. нараства 1,5 пъти.

  10. От какъв порядък е магнитната индукция в медицинските скенери за ядрено-магнитен резонанс (ЯМР)?
    • около 5·10−5 T
    • от 1,5 до 3 T
    • около 100 T
    • около 10−9 T

    Отговор: от 1,5 до 3 T

    Болничните ЯМР скенери работят обикновено при 1,5 T или 3 T, десетки хиляди пъти повече от полето на Земята.

  11. Векторна или скаларна величина е магнитната индукция?
    • Скаларна
    • Векторна
    • Безразмерна
    • Нито едно

    Отговор: Векторна

    Магнитната индукция има големина и посока, затова е вектор.

  12. Накъде сочи векторът B в дадена точка на полето?
    • Накъдето сочи S на стрелката
    • Към проводника
    • Накъдето сочи N на стрелката
    • Обратно на линиите

    Отговор: Накъдето сочи N на стрелката

    Посоката на B съвпада с посоката, в която сочи северният полюс на малка магнитна стрелка.

  13. Изразете 2·10−4 T в микротесла.
    • 20 μT
    • 2 μT
    • 2000 μT
    • 200 μT

    Отговор: 200 μT

    1 μT = 10−6 T, затова 2·10−4 T = 200 μT.

  14. Проводник с дължина 0,2 m е перпендикулярен на поле 0,5 T и върху него действа сила 0,3 N. Какъв ток тече?
    • 3 A
    • 0,03 A
    • 0,3 A
    • 30 A

    Отговор: 3 A

    От F = B·I·l: I = F/(B·l) = 0,3/(0,5·0,2) = 3 A.

  15. В дадена точка на полето поставяме проводник с два пъти по-голям ток. Какво става с индукцията B в тази точка?
    • Удвоява се
    • Не се изменя
    • Намалява 2 пъти
    • Учетворява се

    Отговор: Не се изменя

    B е характеристика на полето; при удвоен ток се удвоява силата F, а отношението F/(I·l) остава същото.