|
|
Строка 3: |
Строка 3: |
| '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]>>[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]>>[[Физика 11 класс|Физика 11 класс]]>> ЭДС индукции в движущихся проводниках ''' | | '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]>>[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]>>[[Физика 11 класс|Физика 11 класс]]>> ЭДС индукции в движущихся проводниках ''' |
| | | |
- | | + | <br> |
| | | |
| <br> | | <br> |
| | | |
- | ''' § 13 ЭДС ИНДУКЦИИ В ДВИЖУЩИХСЯ ПРОВОДНИКАХ'''<br> <br>Рассмотрим теперь второй случай возникновения индукционного тока. | + | ''' § 13 ЭДС ИНДУКЦИИ В ДВИЖУЩИХСЯ ПРОВОДНИКАХ'''<br> <br>Рассмотрим теперь второй случай возникновения индукционного тока. |
| | | |
- | При движении проводника его свободные заряды движутся вместе с ним. Поэтому на заряды со стороны магнитного поля действует сила Лоренца. Она-то и вызывает перемещение зарядов внутри проводника. ЭДС индукции, следовательно, имеет магнитное происхождение. | + | При движении проводника его свободные заряды движутся вместе с ним. Поэтому на заряды со стороны магнитного поля действует сила Лоренца. Она-то и вызывает перемещение зарядов внутри проводника. ЭДС индукции, следовательно, имеет магнитное происхождение. |
| | | |
- | На многих электростанциях земнога шара именно сила Лоренца вызывает перемещение электронов в движущихся проводниках. | + | На многих электростанциях земнога шара именно сила Лоренца вызывает перемещение электронов в движущихся проводниках. |
| | | |
- | Вычислим ЭДС индукции, возникающую в проводнике, движущемся в однородном магнитном поле (рис. 2.10). Пусть сторона контура MN длиной l скользит с постоянной скоростью [[Image:7.02-8.jpg]] вдоль сторон NC и MD, оставаясь все время параллельной стороне CD. Вектор магнитной индукции [[Image:7.02-2.jpg]] однородного поля перпендикулярен проводнику и составляет угол [[Image:7.02-6.jpg]] с направлением его скорости.<br> <br>[[Image:6.02-20.jpg]]<br><br>Сила, с которой магнитное ноле действует на движущуюся заряженную частицу, равна по модулю | + | Вычислим ЭДС индукции, возникающую в проводнике, движущемся в однородном магнитном поле (рис. 2.10). Пусть сторона контура MN длиной l скользит с постоянной скоростью [[Image:7.02-8.jpg]] вдоль сторон NC и MD, оставаясь все время параллельной стороне CD. Вектор магнитной индукции [[Image:7.02-2.jpg]] однородного поля перпендикулярен проводнику и составляет угол [[Image:7.02-6.jpg]] с направлением его скорости.<br> <br>[[Image:6.02-20.jpg]]<br><br>Сила, с которой магнитное ноле действует на движущуюся заряженную частицу, равна по модулю |
| | | |
- | <br>[[Image:6.02-21.jpg]]<br><br>Направлена эта сила вдоль проводника MN. Работа силы Лоренца<sup>1</sup> на пути l положительна и составляет:<br><br>[[Image:6.02-21.jpg]]<br><br>Электродвижущая сила индукции в проводнике MN равна, по определению, отношению работы по перемещению заряда q к этому заряду:<br><br>[[Image:6.02-22.jpg]]<br><br>Эта формула справедлива для любого проводника длиной I, движущегося со скоростью [[Image:7.02-8.jpg]] в однородном магнитном поле. | + | <br>[[Image:6.02-27.jpg]]<br><br>Направлена эта сила вдоль проводника MN. Работа силы Лоренца<sup>1</sup> на пути l положительна и составляет:<br><br>[[Image:6.02-21.jpg]]<br><br>Электродвижущая сила индукции в проводнике MN равна, по определению, отношению работы по перемещению заряда q к этому заряду:<br><br>[[Image:6.02-22.jpg]]<br><br>Эта формула справедлива для любого проводника длиной I, движущегося со скоростью [[Image:7.02-8.jpg]] в однородном магнитном поле. |
| | | |
- | В других проводниках контура ЭДС равна нулю, так как эти проводники неподвижны. Следовательно, ЭДС во всем контуре MNCD равна [[Image:7.02-13.jpg]] и остается неизменной, если скорость движения [[Image:7.02-8.jpg]] постоянна. Электрический ток при этом будет увеличиваться, так как при смещении проводника MN вправо уменьшается общее сопротивление контура. | + | В других проводниках контура ЭДС равна нулю, так как эти проводники неподвижны. Следовательно, ЭДС во всем контуре MNCD равна [[Image:7.02-13.jpg]] и остается неизменной, если скорость движения [[Image:7.02-8.jpg]] постоянна. Электрический ток при этом будет увеличиваться, так как при смещении проводника MN вправо уменьшается общее сопротивление контура. |
| | | |
- | ЭДС индукции можно вычислить также и с помощью закона электромагнитной индукции (см. формулу (2.4)). Действительно, магнитный поток через контур MNCD равен:<br><br>Ф = ВS cos (90° - [[Image:7.02-6.jpg]]) = BSsin [[Image:7.02-6.jpg]],<br><br>где угол (90° — [[Image:7.02-6.jpg]].) есть угол между вектором [[Image:7.02-2.jpg]] и нормалью [[Image:7.02-10.jpg]] к поверхности контура (рис. 2.11, вид сбоку), а S — площадь, ограниченная контуром MNCD. Если считать, что в начальный момент времени (t = 0) проводник MN находится на расстоянии NC от проводника СD (см. рис. 2.10), то при перемещении проводника площадь S изменяется со временем следующим образом:<br><br>[[Image:6.02-23.jpg]]<br><br>[[Image:6.02-24.jpg]]<br>''<br><sup>1</sup> Это неполная работа силы Лоренца. Кроме силы Лоренца (см. формулу (2.5)), имеется составляющая силы Лоренца, направленная против скорости [[Image:7.02-8.jpg]]проводника. Эта составляющая тормозит движение проводника и совершает отрицательную работу. В результате полная работа силы Лоренца оказывается равной нулю.''<br> <br>За время [[Image:7.02-12.jpg]]t площадь контура меняется нa [[Image:6.02-25.jpg]]. Знак- «-» указывает на то, что она ументшается. Изменение магнитного потока за это время равно: | + | ЭДС индукции можно вычислить также и с помощью закона электромагнитной индукции (см. формулу (2.4)). Действительно, магнитный поток через контур MNCD равен:<br><br>Ф = ВS cos (90° - [[Image:7.02-6.jpg]]) = BSsin [[Image:7.02-6.jpg]],<br><br>где угол (90° — [[Image:7.02-6.jpg]].) есть угол между вектором [[Image:7.02-2.jpg]] и нормалью [[Image:7.02-10.jpg]] к поверхности контура (рис. 2.11, вид сбоку), а S — площадь, ограниченная контуром MNCD. Если считать, что в начальный момент времени (t = 0) проводник MN находится на расстоянии NC от проводника СD (см. рис. 2.10), то при перемещении проводника площадь S изменяется со временем следующим образом:<br><br>[[Image:6.02-23.jpg]]<br><br>[[Image:6.02-24.jpg]]<br>''<br><sup>1</sup> Это неполная работа силы Лоренца. Кроме силы Лоренца (см. формулу (2.5)), имеется составляющая силы Лоренца, направленная против скорости [[Image:7.02-8.jpg]]проводника. Эта составляющая тормозит движение проводника и совершает отрицательную работу. В результате полная работа силы Лоренца оказывается равной нулю.''<br> <br>За время [[Image:7.02-12.jpg]]t площадь контура меняется нa [[Image:6.02-25.jpg]]. Знак- «-» указывает на то, что она ументшается. Изменение магнитного потока за это время равно: |
| | | |
- | <br>[[Image:6.02-26.jpg]]<br><br>Если весь контур MNCD движется в однородном магнитном поле, сохраняя свою ориентацию по отношению к вектору [[Image:7.02-2.jpg]], то ЭДС индукции в контуре будет равна нулю, так как поток Ф через поверхность, ограниченную контуром, не меняется. Объяснить это можно так. При движении контура в проводниках MN и CD возникают силы (см. формулу (2.5)), действующие на электроны в направлениях от N к M и от С к D. Суммарная работа этих сил при обходе контура по часовой стрелке или против нее равна нулю. | + | <br>[[Image:6.02-26.jpg]]<br><br>Если весь контур MNCD движется в однородном магнитном поле, сохраняя свою ориентацию по отношению к вектору [[Image:7.02-2.jpg]], то ЭДС индукции в контуре будет равна нулю, так как поток Ф через поверхность, ограниченную контуром, не меняется. Объяснить это можно так. При движении контура в проводниках MN и CD возникают силы (см. формулу (2.5)), действующие на электроны в направлениях от N к M и от С к D. Суммарная работа этих сил при обходе контура по часовой стрелке или против нее равна нулю. |
| | | |
- | ЭДС индукции возникает также при повороте рамки в магнитном поле, т. е. при изменении со временем угла [[Image:7.02-6.jpg]] (см. § 31). | + | ЭДС индукции возникает также при повороте рамки в магнитном поле, т. е. при изменении со временем угла [[Image:7.02-6.jpg]] (см. § 31). |
| | | |
- | ЭДС индукции в проводниках, движущихся в постоянном магнитном поле, возникает за счет действия на заряды проводника силы Лоренца. | + | ЭДС индукции в проводниках, движущихся в постоянном магнитном поле, возникает за счет действия на заряды проводника силы Лоренца. |
| | | |
- | <br>[[Image:7.02-1.jpg]]<br>1. Чему равна сила Лоренца и как она направлена!<br>2. От чего зависит ЭДС индукции, возникающая в проводнике, который движется в переменном во времени магнитном поле!<br><br><br><br><br> | + | <br>[[Image:7.02-1.jpg]]<br>1. Чему равна сила Лоренца и как она направлена!<br>2. От чего зависит ЭДС индукции, возникающая в проводнике, который движется в переменном во времени магнитном поле!<br><br><br><br><br> |
| | | |
| <br> ''Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений : базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М. : Просвещение, 2008. — 399 с : ил.'' | | <br> ''Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений : базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М. : Просвещение, 2008. — 399 с : ил.'' |
Версия 10:08, 8 февраля 2011
Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 11 класс>> ЭДС индукции в движущихся проводниках
§ 13 ЭДС ИНДУКЦИИ В ДВИЖУЩИХСЯ ПРОВОДНИКАХ Рассмотрим теперь второй случай возникновения индукционного тока.
При движении проводника его свободные заряды движутся вместе с ним. Поэтому на заряды со стороны магнитного поля действует сила Лоренца. Она-то и вызывает перемещение зарядов внутри проводника. ЭДС индукции, следовательно, имеет магнитное происхождение.
На многих электростанциях земнога шара именно сила Лоренца вызывает перемещение электронов в движущихся проводниках.
Вычислим ЭДС индукции, возникающую в проводнике, движущемся в однородном магнитном поле (рис. 2.10). Пусть сторона контура MN длиной l скользит с постоянной скоростью вдоль сторон NC и MD, оставаясь все время параллельной стороне CD. Вектор магнитной индукции однородного поля перпендикулярен проводнику и составляет угол с направлением его скорости.
Сила, с которой магнитное ноле действует на движущуюся заряженную частицу, равна по модулю
Направлена эта сила вдоль проводника MN. Работа силы Лоренца1 на пути l положительна и составляет:
Электродвижущая сила индукции в проводнике MN равна, по определению, отношению работы по перемещению заряда q к этому заряду:
Эта формула справедлива для любого проводника длиной I, движущегося со скоростью в однородном магнитном поле.
В других проводниках контура ЭДС равна нулю, так как эти проводники неподвижны. Следовательно, ЭДС во всем контуре MNCD равна и остается неизменной, если скорость движения постоянна. Электрический ток при этом будет увеличиваться, так как при смещении проводника MN вправо уменьшается общее сопротивление контура.
ЭДС индукции можно вычислить также и с помощью закона электромагнитной индукции (см. формулу (2.4)). Действительно, магнитный поток через контур MNCD равен:
Ф = ВS cos (90° - ) = BSsin ,
где угол (90° — .) есть угол между вектором и нормалью к поверхности контура (рис. 2.11, вид сбоку), а S — площадь, ограниченная контуром MNCD. Если считать, что в начальный момент времени (t = 0) проводник MN находится на расстоянии NC от проводника СD (см. рис. 2.10), то при перемещении проводника площадь S изменяется со временем следующим образом:
1 Это неполная работа силы Лоренца. Кроме силы Лоренца (см. формулу (2.5)), имеется составляющая силы Лоренца, направленная против скорости проводника. Эта составляющая тормозит движение проводника и совершает отрицательную работу. В результате полная работа силы Лоренца оказывается равной нулю. За время t площадь контура меняется нa . Знак- «-» указывает на то, что она ументшается. Изменение магнитного потока за это время равно:
Если весь контур MNCD движется в однородном магнитном поле, сохраняя свою ориентацию по отношению к вектору , то ЭДС индукции в контуре будет равна нулю, так как поток Ф через поверхность, ограниченную контуром, не меняется. Объяснить это можно так. При движении контура в проводниках MN и CD возникают силы (см. формулу (2.5)), действующие на электроны в направлениях от N к M и от С к D. Суммарная работа этих сил при обходе контура по часовой стрелке или против нее равна нулю.
ЭДС индукции возникает также при повороте рамки в магнитном поле, т. е. при изменении со временем угла (см. § 31).
ЭДС индукции в проводниках, движущихся в постоянном магнитном поле, возникает за счет действия на заряды проводника силы Лоренца.
1. Чему равна сила Лоренца и как она направлена! 2. От чего зависит ЭДС индукции, возникающая в проводнике, который движется в переменном во времени магнитном поле!
Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений : базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М. : Просвещение, 2008. — 399 с : ил.
Календарно-тематическое планирование, задачи школьнику 11 класса по физике скачать, Физика и астрономия онлайн
Содержание урока
конспект урока
опорный каркас
презентация урока
акселеративные методы
интерактивные технологии
Практика
задачи и упражнения
самопроверка
практикумы, тренинги, кейсы, квесты
домашние задания
дискуссионные вопросы
риторические вопросы от учеников
Иллюстрации
аудио-, видеоклипы и мультимедиа
фотографии, картинки
графики, таблицы, схемы
юмор, анекдоты, приколы, комиксы
притчи, поговорки, кроссворды, цитаты
Дополнения
рефераты
статьи
фишки для любознательных
шпаргалки
учебники основные и дополнительные
словарь терминов
прочие
Совершенствование учебников и уроков
исправление ошибок в учебнике
обновление фрагмента в учебнике
элементы новаторства на уроке
замена устаревших знаний новыми
Только для учителей
идеальные уроки
календарный план на год
методические рекомендации
программы
обсуждения
Интегрированные уроки
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.
|