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.
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)?
Ответ: 71.38
Типичные ошибки
Почему: Подставляют просто BIL
Как проверить: Если угол не 90°, то сила меньше. Если проводник параллелен полю, сила равна 0.
Почему: Обе связаны с магнитным полем
Как проверить: Ампер действует на провод с током (провод). Лоренц — на одну движущуюся частицу.
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
Готовы попробовать свои силы?
В тренажёре задачи проверяются автоматически, а после ошибки показывается пошаговое решение.
Перейти к задачам