ФИЗИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

I. ОСНОВАНИЕ

1. Наблюдения: электроосвещение, электродвигатели, бытовые электроприборы.

2. Эксперименты: снятие вольтамперной характеристики проводника изучение замкнутой электрической цепи, магнитное взаимодействие, опыты с катодными лучами, возникновение ЭДС в движущих проводниках.

3. Основные понятия: электрический ток, сила электрического то электрическое напряжение, электрическое сопротивление, ЭДС, магнитное поле, магнитная индукция, магнитный поток.

4. Идеализированный объект: изображение полей с помощью линий.

II. ЯДРО ТЕОРИИ

1. Постулаты:

2. Законы: закон Ома для замкнутой электрической цепи, законы электродинамики для постоянных токов, магнитная сила.

3. Константы: μ₀ = 4∙π∙10^-7 Гн/м

III. СЛЕДСТВИЯ

1. Формулы-следствия: закон Ома для участка электрической цепи, закон Джоуля - Ленца, формулы для работы и мощности электрического тока, сила Ампера.

2. Экспериментальная проверка: фронтальный лабораторный эксперимент.

3. Границы применимости: только для заряженных частиц, движущихся с постоянной скоростью в стационарных электрических и магнитных полях.

4. Практические применения: двигатели, громкоговорители, МГД - генератор, генератор переменного тока.

III.Классификация предложений по структурным элементам теории (самостоятельная работа).

Пользуясь планом изучения любой физической теории, выясните, к каким элементам теории можно отнести приведенные ниже утверждения:

1. Магнитное поле создается движущимися электрическими заряда­ми.

2. Магнитная постоянная = 4 10^-7 Гн/м.

3. Электрическое сопротивление - свойство проводника оказывать противодействие протекающему по нему электрическому току, измеряе­мое при постоянном напряжении на его концах отношением этого напря­жения к силе тока.

4. В 1820 году X. Эрстед обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку,

5. Движение свободных зарядов в замкнутой электрической цепи с резистором напоминает падение тел в вязкой среде.

6. Законы постоянного тока применимы только для электрических цепей постоянного тока и только для описания движения заряженных час­тиц в стационарных магнитных полях.

7. В приборах магнитоэлектрической системы используется действие магнитного поля на проводник с током.

8. Напряжение на участке электрической цепи прямо пропорцио­нально произведению силы тока на сопротивление этого участка.

9. Опытным путем было установлено, что магнитное поле действует только на движущиеся заряженные частицы.

10. Линии магнитной индукции дают наглядное представление о магнитном поле.

IV. Подготовка к контрольной работе.

Составить обобщающую таблицу "Постоянный электрический ток".

"Хочешь сделать доброе дело – отбрось колебания".

Персидская пословица

Урок 42/24. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 6

"Ученый – это постоянное и часто мучительное, а иногда прекрасное состояние".

И.К. Кикоин

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ И ВОПРОСЫ

1. Предположим, что магнитное поле Земли создается кольцевым током, текущим в плоскости экватора на расстоянии 5000 км центра Земли. Какова величина этого тока, если вблизи магнитного полюса Земли магнитная индукция 50 мкТл?

2. По каждому из двух параллельных колец с одинаковыми радиусами кривизны R протекает ток I одного направления. Расстояние между кольцами R (катушки Гельмгольца). Определите магнитную индукцию в центре на оси колец.

3. Определите магнитную индукцию внутри соленоида без сердечника длиной 10 см, по виткам которого течет ток 6 А. Соленоид имеет 1400 витков и радиус 5 см. Определите также магнитный поток и магнитную индукцию на оси соленоида на расстоянии 1 м от него.

4. Металлическое кольцо разорвалось, когда ток в кольце был I₀. Какой ток разорвет кольцо, если его сделать из материала, предел прочности которого в 10 раз больше?

5. Катушка, по которой идет ток 10 мА, помещена в однородное магнитное поле так, что ее ось совпадает с направлением магнитного поля. Обмотка катушки выполнена из медной проволоки диаметром 0,1 мм; радиус витков 10 мм. При каком значении магнитной индукции внешнего поля обмотка катушки была бы разорвана? Прочность меди на разрыв 230 МПа.

6. Длинная и тонкая незаряженная пластинка из немагнитного металла движется с постоянной скоростью 11,3 м/с в однородном магнитном поле с индукцией 1 Тл. Векторы и взаимно перпендикулярны и параллельны плоскости пластинки. Определите поверхностную плотность электрических зарядов, возникающих на боковых поверхностях пластинки вследствие ее движения.

7. По горизонтальным параллельным рельсам, расстояние между которыми равно d, может скользить без трения перемычка, масса которой равна m. Рельсы соединены резистором с сопротивлением R и помещены в вертикальное магнитное поле, индукция которого . Перемычке сообщают скорость . Найти путь, пройденный перемычкой до остановки. Как зависит ответ от направления вектора ?

8. Заряженные частицы ускоряются в циклотроне в однородном магнитном поле с индукцией 1 Тл и частотой ускоряющего напряжения 7,5 МГц. Пучок ускоренных частиц со средним током 1 мА выводится с орбиты радиуса 1 м. На сколько градусов будет повышаться температура воды, охлаждающей «ловушку», в которой тормозятся частицы, если расход воды 1 л/с?