Магнитное поле к задачнику по физике за 10-11 классы «Физика. 10-11 класс. Пособие для общеобразовательных учебных заведений» Рымкевич А.П.
Движущиеся заряды (проводники с током) создают вокруг себя магнитное поле и посредством этого поля взаимодействуют друг с другом. Для описания взаимодействия магнитного поля одного заряда на другой вводят характеристику, называемую вектором магнитной индукции B . Направление магнитной индукции совпадает с направлением от южного полюса S к северному N магнитной стрелки, помещенной в данное магнитное поле. Если у нас имеется проводник с током, то направление вектора магнитной индукции определяется правилом буравчика (правилом правого винта), суть которого состоит в следующем: если ввинчивать буравчик с правой резьбой по направлению тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика укажет направление вектора магнитной индукции.
Для графического представления магнитных полей используют линии магнитной индукции. Линиями магнитной индукции называют линии, проведенные так, что вектор B в каждой ее точке направлен по касательной к ней.
Магнитным потоком (потоком магнитной индукции) сквозь некоторую поверхность с площадью S называется величина Ф = BScosα , где α — угол между направлением вектора магнитной индукции B и нормалью к поверхности.
Сила FA , с которой магнитное поле действует на проводник с током, помещенный в это поле, называется силой Ампера. Закон Ампера утверждает, что значение силы span style="border-top:1px solid black">FA , действующей на малый отрезок длины ΔL проводника с током I, находящегося в магнитном поле B , определяется формулой:
где а — угол между направлением вектора магнитной индукции и отрезком проводника.
Направление этой силы находится по правилу левой руки: если расположить левую руку так, чтобы нормальная составляющая вектора магнитной индукции B входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца расположить по направлению электрического тока, то отогнутый на 90 большой палец укажет направление силы Ампера.
Из закона Ампера определяется модуль вектора магнитной индукции. Он равен отношению максимальной силы Fm, действующей со стороны магнитного поля на отрезок проводника с током, к
произведению силы тока I на длину этого отрезка ΔL:
Следует помнить, что сила Ампера максимальна, когда вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику.
Сила Fn , действующая со стороны магнитного поля на электрический заряд q, движущийся в магнитном поле B со скоростью v , называется силой Лоренца. Модуль силы Лоренца равен:
где α — угол между векторами v и B .
Направление этой силы находится по правилу левой руки: если расположить левую руку так, чтобы составляющая вектора магнитной индукции B , перпендикулярная скорости заряда, входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца расположить по направлению движения положительного заряда (против направления движения отрицательного заряда), то отогнутый на 90 большой палец укажет направление силы Лоренца.
Все вещества, которые помещаются в магнитное поле, намагничиваются и затем уже сами создают собственное поле. Вследствие этого вектор магнитной индукции B в однородной среде отличается
от вектора магнитной индукции B0 в вакууме. Отношение
характеризует магнитные свойства среды и называется магнитной проницаемостью.