Занятие № 5

Магнитное поле
Электрический ток в различных средах

§  60 – 84 учебника «Физика» для 10 класса.

 Что нужно знать по данной теме:

• Магнитная индукция,
• магнитная проницаемость,
• магнитное поле,
• линии магнитной индукции,
• термоэлектронная эмиссия,
• собственная и примесная проводимость полупроводников,
• р-п переход в полупроводниках,
• электролитическая диссоциация,
• электролиз,
• виды газовых разрядов.

 Законы и формулы:

• закон электролиза.

Что нужно уметь по данной теме:

• решать задачи на движение и равновесие заряженных частиц в магнитном поле,
• решать задачи на расчет магнитной индукции, силы Ампера и силы Лоренца с учетом их направления.

Вопросы для самоконтроля.

I уровень.

1. Что называется магнитным полем? Основные свойства магнитного поля.
2. Какими способами можно определить направление вектора магнитной индукции?
3. Чему равен модуль вектора магнитной индукции?
4. Что называется силой Ампера? Как ее рассчитать?
5. Как определить направление силы Ампера?
6. Что такое "Правило левой руки"?
7. Что называется силой Лоренца?
8. Как рассчитать силу Лоренца?
9. Как определить направление силы Лоренца?
10. Какая величина характеризует магнитные свойства вещества?
11. Что такое ферромагнетики? Где их применяют?
12. На какие группы делят вещества по их проводимости электрического тока?
13. Что представляет электрический ток в металлах?
14. Как сопротивление проводника зависит от его температуры ? Почему?
15. Что такое сверхпроводимость?
16. Что такое полупроводники?
17. Как сопротивление полупроводников зависит от температуры?
18. Описать собственную проводимость полупроводников.
19. Примесная проводимость полупроводников: полупроводники р-типа; полупровдники п-типа.
20. Электрический ток через р-п переход. Основное свойство р-п перехода.
21. Как устроен полупроводниковый диод?
22. Что называется термоэлектронной эмиссией?
23. Устройство вакуумного диода.
24. Что такое электронные пучки? Свойства электронных пучков.
25. Как устроена электроннолучевая трубка?
26. Что называется электролитической диссоциацией?
27. Что называется электролизом?
28. Закон электролиза (формулировка, формула).
29. Что называется газовым разрядом?
30. Что называется ионизацией газа? Примеры.
31. Что называется несамостоятельным газовым разрядом?
32. Что такое самостоятельный газовый разряд?
33. Различные типы газовых разрядов, условия их протекания.
34. Плазма, что это такое?
35. При каких процессах образуется плазма в земных условиях и в космическом пространстве?

II уровень.

1. Как при помощи магнита отделить железные опилки от медных? Почему это можно сделать?
2. Как движутся замкнутый контур с током и магнитная стрелка в магнитном поле?
3. Как движется заряженная частица в однородном магнитном поле, если начальная скорость частицы перпендикулярна линиям магнитной индукции?
4. Почему сила Лоренца меняет направление скорости, но не меняет её модуль?
5. Как скорость упорядоченного движения электронов в металлическом проводнике зависит от напряжения на концах проводника?
6. Для какой цели в электронных лампах создают вакуум?
7. Почему ионизация электронным ударом не может обеспечить разряд в газах?

III уровень.

1. В чем состоит сходство и различие собственной проводимости у полупроводников и у растворов электролитов?

2. Почему при прохождении тока по раствору электролита  происходит перенос вещества, а при прохождении по металлическому проводнику перенос вещества не происходит?

3. Как убедиться, что в кольцевом сверхпроводнике действительно устанавливается неизменный ток?

4. Когда электрическая лампочка потребляет большую мощность: сразу после включения её в сеть, или спустя несколько минут, почему?

5. Почему два параллельных проводника по которым течет ток в одном направлении притягиваются, а два параллельно движущихся электронных пучка отталкиваются друг от друга?

6. Электрическую лампу включили в сеть  последовательно с электролитической ванной, наполненной слабым раствором поваренной соли. Изменится ли накал лампы, если добавить в раствор ещё соли, почему?

7. Почему ионизация электронным ударом не может обеспечить разряд в газах?

Образцы решения типовых задач.  

1. На прямолинейный участок  проводника с током длиной 2 см между полюсами постоянного магнита  действует сила 10^-3 Н, при силе тока в проводнике 5 А. Определить магнитную индукцию, если вектор индукции перпендикулярен проводнику.

   J = 5 A FA = 10-3 H L = 900	sin L = sin 900 = 1 Ответ: B = 0.02 Тл
   B = ?

2. Вычислите радиус окружности по которой будет двигаться электрон в однородном магнитном поле с индукцией 10^-4 Тл, если вектор скорости электрона направлен перпендикулярно вектору индукции, а модуль скорости равен 10^-6 м/с.

   B = 10-4 Тл v = 10-6 м/с qe = -1.6 10-19 Кл me = 9 10-31 кг L = 900	F = |qe| v B sin L sin L = sin 900 = 1 Сила F сообщает электрону центростремительное ускорение: a = v2 / R и по второму закону Ньютона: F = me a = me v2 / R me v2 / R =  |qe| v B R = me v2 / |qe| v B = me v / |qe| B  Ответ: R = 5 10-2 м
   R = ?

Задачи для самоконтроля.

I уровень.

1. На рисунках 1-5 представлены различные случаи взаимодействия магнитного поля с током. Сформулировать задачу для каждого случая и решить её.
   
   
   рис.1
   
   
   
   рис. 2
   
   
   
   рис. 3
   
   
   рис. 4
   
   
   рис. 5
   

2. С какой силой действует магнитное поле  с индукцией 10мТл  на проводник, в котором сила тока 50 А, с длиной активной части 0,1 м? Линии индукции магнитного поля и ток взаимно перпендикулярны.
3. Какова индукция магнитного поля в котором на проводник с длиной активной части 5 см, действует сила тока 50 мН? Сила тока в проводнике 25 А. Проводник расположен перпендикулярно индукции магнитного поля.
4. Какая сила действует на протон, движущийся со скоростью 10 мм/с в магнитном поле с индукцией 0,2 Тл перпендикулярно линиям индукции?