Автор: Пользователь скрыл имя, 23 Октября 2011 в 19:11, курсовая работа
Цель данной работы состоит в том, чтобы дать определение магнитного поля, рассмотреть основные законы и уравнения, на которых базируется современная теория магнетизма: закон Био-Савара-Лапласа, закон Ампера, сила Лоренца, теорема о циркуляции вектора В и теорема Гаусса.
Введение
Магнитное поле и его характеристики
Закон Био-Савара-Лапласа
Магнитное поле движущегося заряда. Сила Лоренца
Проводник с током в магнитном поле. Закон Ампера
Основные законы магнитного поля
Заключение
Литература
Приложения
Задача 6. В кольцевом проводнике радиусом 10см сила тока 4А. Параллельно плоскости проводника на расстоянии 2см над его центром проходит бесконечно длинный проводник, сила тока в котором 2А. Определить напряженность и индукцию магнитного поля в центре кольца. Рассмотреть все возможные случае.
| Дано: | СИ | Решение: |
| R=10см R=2см |
0.1м 0.02м |
Как видно из рис., в каждом из четырех случаев вектора поля кольцевого проводника и поля прямолинейного проводника взаимно перпендикулярны, а значение вектора Н суммарного поля будет равно: ; (А/м) Индукция поля В и напряженность Н связаны соотношением . (Тл) Ответ: А/м Тл |
| Найти:
H B |
А/м Тл |
Задача 7. Альфа-частица, имеющая скорость м/с, влетела в однородное магнитное поле, индукция которого 0,3 Тл. Скорость α-частицы перпендикулярна направлению линий магнитной индукции. Найти радиус окружности, по которой будет двигаться частица, и период ее обращения.
| Дано: | СИ | Решение: |
| м/с
В=0,3 Тл Кл кг |
На α-частицу
в магнитном поле действует сила Лоренца ,
перпендикулярная вектору
скорости .
Следовательно является
центростремительной
силой, т.е. , или , откуда . Период обращения частицы , где ; следовательно, Подставляя числовые данные, получим м, с. Ответ: R=6,92 м, c. | |
| Найти:
R T |
м с |
Задача 8. Два параллельных проводника с одинаковыми по силе токами находятся на расстоянии 8,7 см друг от друга и притягиваются с силой Н. Определить силу тока в проводниках, если длина каждого из них 320см, а токи направлены в одну сторону.
| Дано: | СИ | Решение: |
| r=8,7см
H l=320см |
cм 3,2м |
Так как по условию задачи r намного
меньше l, то провода можно считать бесконечно длинными. Поэтому индукцию магнитного поля, созданного проводником с током силой , найдем по формуле . По закону Ампера, на проводник с током действует сила , или . Так как , то , откуда ; А Ответ: А |
| Найти:
I |
A |
Задача 9. Металлический стержень длинной 15см расположен перпендикулярно бесконечно длинному прямому проводу, по которому течет ток силой 2А. Найти силу, действующую на стержень со стороны магнитного поля, создаваемого проводником, если по стержню течет ток силой 0,5А, а расстоянии от провода до ближайшего конца стержня 5см.
| Дано: | СИ | Решение: |
| l=15см r=5см |
|
Разберем стержень CD на малые
элементы длиной dx и рассмотрим один такой элемент, находящийся на произвольном расстоянии х от вертикального провода. По закону Ампера, на каждый элемент dx дествует сила , направленная
вертикально вверх по правилу левой руки
для выбранных направлений токов. Здесь Индукция
магнитного поля, создаваемого током в
точке, находящейся
на расстоянии х
от вертикального провода. Поскольку силы,
действующие на другие элементы стержня,
также направлены вертикально вверх, полная
сила, действующая на стержень, Подставляя и интегрируя полученное выражение, находим ; H. Ответ: H |
| Найти: | H |
Задача 10. Электрон, ускоренный разностью потенциалов 300 В, движется параллельно прямолинейному проводнику на расстоянии 4мм от него. Какая сила будет действовать на электрон, если по проводнику пустить ток силой 5А?
| Дано: | СИ | Решение: |
| r=4мм
I=5A U=300B |
При пропускании по проводнику
тока на электрон действует сила Лоренца . Так как электрон был предварительно ускорен в электрическом поле, то , или , где m – масса электрона. Тогда . Индукция магнитного поля, образованного прямым длинным проводником с током, равна . Подставляя,
получим . Ответ: . | |
| Найти:
F |
Н |