Сила Ампера — тренажёр для 11 класса

Если по проводу течет ток, и он находится в магнитном поле, на него действует сила. Это сила Ампера. Она заставляет работать электродвигатели и динамики. Ошибки здесь чаще всего из-за неправильного определения направления. В тренажёре задания построены так, чтобы ребёнок сам научился применять правило левой руки.

🚀 Попробовать без регистрации 📝 Задачи с решениями ⚔️ Вызвать на дуэль

Что проверяет эта тема

  • Понимать, что такое сила Ампера.
  • Применять формулу F = B · I · L · sinα.
  • Определять направление силы по правилу левой руки.
  • Понимать зависимость силы от угла.

Формулы и правила

Что ищем Формула Обозначения
Сила Ампера $F = B \cdot I \cdot L \cdot sinα$ B — индукция (Тл), I — ток (А), L — длина (м), α — угол между током и полем.
Максимальная сила $F = B \cdot I \cdot L$ Когда проводник перпендикулярен полю (α = 90°).
Сила не работает $F = 0$ Когда проводник параллелен полю (α = 0°).

Разбор задачи по шагам

Задача: Проводник длиной 0,5 м с током 2 А находится в магнитном поле с индукцией 0,4 Тл перпендикулярно линиям поля. Найдите силу Ампера.

Шаг 1. Записываем формулу. F = B · I · L · sin(90°). Почему: Проводник перпендикулярен, значит sin 90° = 1.

Шаг 2. Подставляем значения. B = 0,4 Тл, I = 2 А, L = 0,5 м.

Шаг 3. Считаем. F = 0,4 · 2 · 0,5 = 0,4 Н.

Шаг 4. Записываем ответ. F = 0,4 Н.

Ещё один разбор

Задача. $B=2.9$ Тл, $I=15.1$ А, $L=1.63$ м (перпендикулярно). Сила Ампера (Н)?

1
Сила Ампера: $F = B \cdot I \cdot L \cdot \sin\alpha$, $\alpha = 90^\circ$.
$B=2.9$ Тл, $I=15.1$ А, $L=1.63$ м
2
Вычисляем.
$F = 2.9 \cdot 15.1 \cdot 1.63 = 71.38$ Н

Ответ: 71.38

Типичные ошибки

Ошибка: Забывают синус угла
Почему: Подставляют просто BIL
Как проверить: Если угол не 90°, то сила меньше. Если проводник параллелен полю, сила равна 0.
Ошибка: Путают силу Ампера и силу Лоренца
Почему: Обе связаны с магнитным полем
Как проверить: Ампер действует на провод с током (провод). Лоренц — на одну движущуюся частицу.
Ошибка: Неверно определяют направление
Почему: Путают правило левой и правой руки
Как проверить: Правило левой руки: линии поля входят в ладонь, 4 пальца — по току, большой палец — сила.

Типы задач в тренажёре

В тренажёре:

  • Прямой расчет силы (B, I, L).
  • Определение направления (правило левой руки).
  • Зависимость от угла.
  • Сравнение сил для разных проводников.

Все ответы с проверкой.

Кому и когда это нужно

Тема изучается в 11 классе. В ЕГЭ по физике это задание № 15 и № 26.

Родителям: объясните на примере электромотора. Когда ток течет по рамке в магнитном поле, силы Ампера заставляют её вращаться. Именно так работают вентиляторы, игрушки и дрели.

Частые вопросы

Почему сила Ампера не совершает работу?

Она совершает работу при перемещении проводника. Но если проводник закреплен, работа равна нулю.

В каких устройствах используется сила Ампера?

В электродвигателях, громкоговорителях, реле и измерительных приборах (амперметрах, вольтметрах).

Примеры задач

$B=0.76$ Тл, $I=17.0$ А, $L=1.55$ м (перпендикулярно). Сила Ампера (Н)?
Ответ: 20.03
$B=4.78$ Тл, $I=19.0$ А, $L=0.21$ м (перпендикулярно). Сила Ампера (Н)?
Ответ: 19.07
$B=1.27$ Тл, $I=11.1$ А, $L=0.8$ м (перпендикулярно). Сила Ампера (Н)?
Ответ: 11.28

Готовы попробовать свои силы?

В тренажёре задачи проверяются автоматически, а после ошибки показывается пошаговое решение.

Перейти к задачам

Смежные темы

Сила Лоренца Электромагнитная индукция Энергия магнитного поля