ТърсиУченик? Влез с код30 дни безплатноБезплатно
Класове
Начален етап
Прогимназиален етап
Гимназиален етап
Всички игриНВО и матуриЦениСтатииВидеоЗа родителиЗа училищаВход за учителиУченик? Влез с код
Физика и астрономия · 10 клас · урок 3 от 5

Магнитна сила върху проводник с ток и върху движещ се заряд

Магнитното поле действа със сила върху проводник с ток (сила на Ампер) и върху всеки движещ се заряд (сила на Лоренц). Силата на Ампер е F = B·I·l·sin α, а силата на Лоренц е F = q·v·B·sin α, където α е ъгълът между тока (скоростта) и линиите на полето. Посоката на силата се определя с правилото на лявата ръка. Силата е най-голяма, когато проводникът или скоростта са перпендикулярни на полето, и е нула, когато са успоредни.

Играйте само този урок:Вярно или невярноТаблоБомбаНадбягванеОтборен тест А/Б/В/ГГорещ стол

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Сила на Ампер: F = B·I·l·sin α.
  • Сила на Лоренц: F = q·v·B·sin α; тя е перпендикулярна на скоростта и не извършва работа.
  • Правило на лявата ръка: линиите влизат в дланта, четирите пръста сочат тока, палецът показва силата.
  • На неподвижен заряд магнитното поле не действа.
  • Успоредни проводници с еднопосочни токове се привличат, с противоположни се отблъскват.

Пример

Проводник с дължина 0,4 m и ток 5 A е перпендикулярен на поле 0,2 T. Силата на Ампер е F = 0,2·5·0,4 = 0,4 N.

Проверете се: 15 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Как се нарича силата, с която магнитното поле действа на движещ се заряд?
    • Сила на Лоренц
    • Сила на Ампер
    • Сила на Кулон
    • Сила на Архимед

    Отговор: Сила на Лоренц

    Силата на Ампер е за проводник с ток, а силата на Лоренц за отделен заряд.

  2. С кое правило се определя посоката на силата на Ампер?
    • Правилото на лявата ръка
    • Правилото на дясната ръка
    • Правилото на Ленц
    • Правилото на буравчето

    Отговор: Правилото на лявата ръка

    Линиите влизат в дланта, четирите пръста сочат тока, палецът показва силата.

  3. Проводник с дължина 0,3 m и ток 2 A е под ъгъл 30° спрямо поле с индукция 0,5 T. Колко е силата?
    • 0,3 N
    • 0,26 N
    • 0,15 N
    • 0,075 N

    Отговор: 0,15 N

    F = BIl·sin 30° = 0,5·2·0,3·0,5 = 0,15 N.

  4. Електрон (e = 1,6·10−19 C) се движи със скорост 107 m/s перпендикулярно на поле 0,01 T. Колко е силата на Лоренц?
    • 1,6·10−14 N
    • 1,6·10−12 N
    • 1,6·10−16 N
    • 1,6·10−10 N

    Отговор: 1,6·10−14 N

    F = qvB = 1,6·10−19·107·10−2 = 1,6·10−14 N.

  5. Как си взаимодействат два успоредни проводника, по които текат токове в една и съща посока?
    • Отблъскват се
    • Привличат се
    • Не си взаимодействат
    • Завъртат се перпендикулярно един на друг

    Отговор: Привличат се

    Всеки проводник е в полето на другия; по правилото на лявата ръка силите са насочени един към друг.

  6. С каква сила действа магнитното поле на неподвижен електричен заряд?
    • Със силата на Кулон
    • Със силата на Ампер
    • Не действа (силата е нула)
    • С гравитационна сила

    Отговор: Не действа (силата е нула)

    Силата на Лоренц F = qvB sin α е нула при v = 0.

  7. Как е насочена силата на Лоренц спрямо скоростта на частицата?
    • По посока на скоростта
    • Срещу скоростта
    • Под ъгъл 45°
    • Перпендикулярно на скоростта

    Отговор: Перпендикулярно на скоростта

    Силата на Лоренц е перпендикулярна и на скоростта, и на B, затова не извършва работа.

  8. По коя формула се пресмята силата на Лоренц?
    • F = qvB sin α
    • F = qE
    • F = BIl sin α
    • F = mv2/r

    Отговор: F = qvB sin α

    Силата на Лоренц зависи от заряда, скоростта, индукцията и ъгъла между v и B.

  9. Проводник с маса 10 g и дължина 0,2 m виси хоризонтално в хоризонтално поле 0,5 T, перпендикулярно на него. Какъв ток уравновесява силата на тежестта? (g = 10 m/s2)
    • 0,1 A
    • 1 A
    • 10 A
    • 0,5 A

    Отговор: 1 A

    BIl = mg, I = mg/(Bl) = 0,1 N / (0,5 T · 0,2 m) = 1 A.

  10. Електрон влита в област с взаимно перпендикулярни полета E = 104 V/m и B = 0,01 T и продължава праволинейно. Каква е скоростта му?
    • 102 m/s
    • 104 m/s
    • 108 m/s
    • 106 m/s

    Отговор: 106 m/s

    Силите се уравновесяват: eE = evB, v = E/B = 104/0,01 = 106 m/s.

  11. Как се нарича силата, с която магнитното поле действа на проводник с ток?
    • Сила на Кулон
    • Сила на триене
    • Сила на Ампер
    • Сила на Архимед

    Отговор: Сила на Ампер

    Силата върху проводник с ток в магнитно поле е силата на Ампер, F = B·I·l·sin α.

  12. Каква работа извършва силата на Лоренц върху движеща се заредена частица?
    • Положителна работа
    • Отрицателна работа
    • Зависи от заряда
    • Нулева работа

    Отговор: Нулева работа

    Силата на Лоренц е перпендикулярна на скоростта, затова не извършва работа и не променя кинетичната енергия.

  13. При какъв ъгъл между проводника и линиите на полето силата на Ампер е най-голяма?
    • 90°
    • 0°
    • 45°
    • 180°

    Отговор: 90°

    F = B·I·l·sin α е максимална при sin α = 1, т.е. α = 90°.

  14. Как се изменя силата на Лоренц, ако скоростта на частицата се увеличи 4 пъти, а индукцията се намали 2 пъти?
    • Нараства 8 пъти
    • Нараства 2 пъти
    • Намалява 2 пъти
    • Не се изменя

    Отговор: Нараства 2 пъти

    F = q·v·B: 4·(1/2) = 2, силата нараства 2 пъти.

  15. Електрон и протон летят с еднакви скорости перпендикулярно на едно и също поле. Как се отнасят модулите на силите на Лоренц?
    • На протона е по-голяма
    • На електрона е по-голяма
    • Равни са
    • На протона е нула

    Отговор: Равни са

    Модулите на зарядите им са равни (e), затова при еднакви v и B силите са равни по големина и противоположни.