Электричество и электрическая железная дорога. Конспект лекций по физике, страница 16

6. В атомном источнике тока положительно заряженные альфа-частицы летят из центра на металлическую сферу. В каком направлении течет электрический ток через нагрузку, замкнутую между центром и сферой. Что является сторонней силой в атомном источнике тока?

7. Металлическая стрела  летит и ударяется о препятствие. Течет ли электрический ток в стреле? Магнитного поля нет.

8. Два одинаковых источника тока соединены разноименными полюсами. Чему равна разность потенциалов между клеммами источников?

9. Сто, а может быть больше одинаковых источников тока соединены последовательно друг с другом в кольцо. Определите разность потенциалов между диаметрально противоположными точками кольца.

10. Источник тока  с ЭДС замкнут на нагрузку. Чему равна циркуляция напряженности поля сторонних сил по контуру, совпадающим с проводниками цепи? На каком участке контура циркуляция равна нулю?

11. Источник тока  с ЭДС замкнут на нагрузку. Чему равна циркуляция напряженности поля электростатических сил по контуру, совпадающим с проводниками цепи? На каком участке контура циркуляция равна нулю?

12. Медная и цинковая проволоки соединены на одном конце. Есть ли разность потенциалов между проволоками?  Если замкнуть другие концы на какой-нибудь проводник, то потечет ли электрический ток?

13. Медная и цинковая проволоки опущены концами  в электролит. Есть ли разность потенциалов между проволоками?  Если замкнуть другие концы на какой-нибудь проводник, то потечет ли электрический ток?

14. Каким образом можно гальванометр превратить в амперметр или в вольтметр.  Как изменится цена деления прибора?

15. Железная дорога поделена на электрически изолированные участки. Между рельсами через электромагнитное реле включен трансформатор. Когда колесная пара поезда заезжает на участок, загорается красный сигнал светофора. Придумайте схему включения и выключения светофора.

16. Как можно определить мощность, развиваемую тяговой подстанцией, с известным напряжением и силой тока? Во сколько раз следует повысить напряжение, чтобы тепловые потери в контактной сети уменьшить в сто раз?

17. Почему со временем разряжается аккумулятор, собранный из нескольких элементов, соединенных параллельно?  Почему со временем разряжается «пальчиковая» батарейка, являющаяся одним химическим источником тока?

18. Почему закон Ома выполняется только при неподвижных проводниках?

19. Правда ли что мощность в замкнутой электрической цепи максимальна при максимальной силе тока?

20. Источник тока замыкается на нагрузку, состоящую из параллельно соединенных резистора и конденсатора. Как со временем изменяется сила тока?

7. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

С древности известно притяжение железных предметов к магнитным рудам, ориентация магнитной стрелки в магнитном поле Земли. Возникновение  магнитного поля около проводников с электрическим током обнаружил Эрстед  в 1819 г по повороту магнитной стрелки при включении тока в проводнике. Началось экспериментальное и  теоретическое исследование магнитного поля.

1. Магнитное поле это форма материи, которая проявляет себя действием на постоянные магниты, на проводники с током, на движущиеся электрические заряды. 

По аналогии с электростатическим полем вводится силовая характеристика магнитного поля, названная индукцией  . Однако, в отличие от электростатического поля, свободных магнитных зарядов в природе не обнаружено. Зато магнитное поле действует на магнитную стрелку, которую можно рассматривать как магнитный диполь, состоящий из северного и южного магнитных зарядов. В магнитном поле на северный заряд стрелки действует сила, направленная вдоль силовых линий, на южный заряд – наоборот. Они создают вращающий момент сил  , где B – индукция магнитного поля,  p_m – магнитный момент стрелки.  Отсюда индукцию магнитного поля можно определить как отношению максимального момента силы к магнитному моменту:

.                                                    7.1

Магнитную стрелку можно заменить небольшой рамкой площадью Sиз N витков с током, магнитный момент которой равен .