10. Суммарное действие внешнего

МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ЗАРЯДЫ, ДВИЖУЩИЕСЯ

В ПРОВОДНИКЕ (СИЛА АМПЕРА).

Поскольку учащиеся имеют представление об электрическом токе в проводниках (металлах) как о дрейфовом движении электронов, логично будет представить суммарную силу, действующую на дрейфующие электроны, как силу, действующую на проводник с током в магнитном поле – силу Ампера.

Рисунок, представленный для вывода формулы силы Ампера,

весьма похож на рисунок, использовавшийся для вывода основного уравнения молекулярно-кинетической теории. Вспомнить пройденный в недавнем прошлом материал всегда полезно…

Сила Лоренца, действующая на отдельно взятый электрон:

_ _ _

Fл = q·[ υ ·B],

или, если нас интересует модуль силы

Fл = q· υ ·B·Sinα,

где α – угол между вектором

скорости υ электрона

и индукцией В внешнего

магнитного поля.

Суммируя по объёму проводника, получаем в итоге:

_ _

ΣF = Fл·S·l·n,

где S – площадь поперечного сечения

проводника,

l - длина «активной», т.е.

находящейся во внешнем

магнитном поле части прямого

проводника,

n – концентрация электронов

в проводнике.

Подставляя выражение для силы Лоренца в полученную формулу, обратим внимание на произведение членов υ · S ·q·n,

встречавшееся в недавнем прошлом при выводе закона Ома:

это произведение есть не что иное, как сила тока I!

_ _ _ _ _

ΣF = q·[ υ ·B]·S·l·n =[ l·B]·I , или

_ _ _

Fa = [l ·B]·I

и модуль силы Ампера

Fа = Ι·B·l·Sinα

Несколько простых задач на подстановку или преобразование формулы силы Ампера служат «разогревом» для задач более сложных, в которых учащимся придётся вспомнить как механику, так и электростатику.

К простым задачам следует отнести задачи №№ 13.102—13.110 из сборника «3800 задач по физике для школьников и поступающих в ВУЗы», к более интересным №№ 13.111—13.118 из этого же сборника задач.

В качестве домашнего задания предлагается довольно широкий спектр задач на выбор. Автор убеждён, что сборник задач коллектива авторов-составителей Н.В.Турчиной, О.И.Сурова, Г.Г.Спирина и др. является весьма удобным в работе учителя средней школы, поскольку уровень предлагаемых вниманию школьников задач даёт возможность значительно дифференцировать нагрузку, получаемую учеником.

Вариант контрольной работы по теме «Магнетизм» можно сформировать в зависимости от степени усвоения материала. В приложении 1 приведён вариант, позволяющий проконтролировать усвоение материала в полном объёме.