Физика · Пробное ЕНТ

Магнитное поле: тест ЕНТ

Проверьте знания по теме «Магнитное поле» в формате тематической подготовки к ЕНТ. В тесте 20 вопросов: выберите один ответ и сразу получите объяснение.

20 вопросов4 варианта ответаПроверка сразуОбъясненияБез регистрации

Вопрос 1 из 20Правильных ответов: 0

✓

Тест завершён

Ваш результат по теме «Магнитное поле»

0 / 20

Другие тесты по физике

Подготовка к ЕНТ: Магнитное поле

Тематический тест помогает проверить не весь курс, а конкретный раздел «Магнитное поле». Такой формат удобен для повторения после урока, самостоятельной подготовки и поиска слабых мест.

Как работать с результатом

Не ограничивайтесь итоговым числом правильных ответов. Обратите внимание, какие понятия были перепутаны и почему выбранный вариант показался верным. После объяснения попробуйте своими словами сформулировать правило или физический закон или условие применения формулы.

Повторное прохождение имеет смысл после короткого повторения темы. Цель — понимать связь между физическими величинами, законами и условиями задачи, а не запоминать расположение ответов.

Магнитное поле

Сначала определите направление поля, тока и скорости

В задачах на магнитное поле важно не только выбрать формулу, но и правильно определить взаимную ориентацию векторов. Сила Ампера действует на проводник с током, сила Лоренца — на движущийся заряд, а рамка с током получает вращающий момент.

01 Укажите направление поля Для прямого тока используйте правило правой руки

02 Определите объект Проводник, отдельный заряд, рамка или система токов

03 Найдите угол Он задаётся между током или скоростью и магнитной индукцией

04 Проверьте направление силы Для отрицательного заряда направление силы противоположно правилу для положительного

Магнитная индукция

Вектор магнитной индукции характеризует магнитное поле. Направление линий поля вокруг прямого проводника определяется направлением тока, а внутри длинного соленоида поле приближённо однородно.

B = \frac{μ_{0} I}{2 π r}

B = μ_{0} n I

Для длинного прямого проводника поле ослабевает обратно пропорционально расстоянию, а в длинном соленоиде возрастает с числом витков на единицу длины и силой тока.

Сила Ампера

На проводник с током в магнитном поле действует сила, направление которой определяется правилом левой руки. Максимальная сила возникает при перпендикулярности проводника линиям поля.

F = B I l \sin α

Если ток направлен вдоль линий магнитной индукции, сила Ампера равна нулю.

Сила Лоренца

Магнитная составляющая силы Лоренца действует только на движущийся заряд и всегда перпендикулярна мгновенной скорости частицы.

F = | q | v B \sin α

Положительный заряд Направление силы находят по правилу для векторного произведения скорости и магнитной индукции.

Отрицательный заряд Направление силы противоположно направлению, найденному для положительного заряда.

Движение заряженной частицы

Если скорость перпендикулярна полю, частица движется по окружности. При наличии продольной составляющей траектория становится винтовой.

r = \frac{m v_{⊥}}{| q | B}

T = \frac{2 π m}{| q | B}

h = v_{∥} T

Рамка с током

Контур с током обладает магнитным моментом. В однородном поле силы Ампера создают вращающий момент, стремящийся ориентировать магнитный момент рамки вдоль поля.

p_{m} = N I S

M = p_{m} B \sin α

Здесь угол отсчитывают между магнитным моментом, то есть нормалью к плоскости рамки, и вектором магнитной индукции.

Параллельные токи

Каждый проводник создаёт магнитное поле, которое действует на ток в другом проводнике. Поэтому параллельные токи взаимодействуют механически.

\frac{F}{l} = \frac{μ_{0} I_{1} I_{2}}{2 π r}

Токи направлены одинаково Проводники притягиваются.

Токи направлены противоположно Проводники отталкиваются.

Магнитные свойства вещества

Диамагнетики Слабо ослабляют внешнее магнитное поле и выталкиваются из области более сильного поля.

Парамагнетики Слабо усиливают внешнее поле и втягиваются в область более сильного поля.

Ферромагнетики Могут сильно намагничиваться и сохранять остаточную намагниченность после снятия внешнего поля.

Электроизмерительные приборы и двигатель

В магнитоэлектрических измерительных приборах ток в катушке создаёт магнитный момент, который уравновешивается моментом упругой пружины. В электродвигателе тот же эффект используется для непрерывного вращения.

Измерительный прибор Чем больше ток, тем больше вращающий момент катушки и угол отклонения стрелки.

Электродвигатель Силы Ампера создают момент, а коммутация поддерживает вращение ротора в одном направлении.

Циклотрон

Магнитное поле меняет направление скорости, а электрическое — энергию частицы

В нерелятивистском циклотроне частица ускоряется электрическим полем при прохождении зазора между электродами, а магнитное поле изгибает её траекторию внутри дуантов. Частота обращения при фиксированных заряде, массе и магнитной индукции не зависит от радиуса орбиты.

f = \frac{| q | B}{2 π m}

r = \frac{m v}{| q | B}

Алгоритм

Как решать задачи по магнитному полю

Нарисуйте направления

Отметьте ток или скорость, магнитную индукцию и предполагаемое направление силы.

Определите угол

Для силы Ампера и силы Лоренца угол берётся между направлением движения или тока и магнитным полем.

Свяжите динамику и геометрию

При движении по окружности магнитная сила играет роль центростремительной; для рамки используйте вращающий момент.

Проверьте, меняется ли энергия

Чистое магнитное поле не совершает работу над отдельным зарядом и не меняет модуль его скорости.

Частые ошибки

Что особенно важно не перепутать

Угол в силе Ампера

Это угол между направлением тока и магнитной индукцией, а не между проводником и силой.

Знак заряда

Правило направления силы сначала применяют к положительному заряду; для электрона направление меняется на противоположное.

Работа магнитной силы

Сила Лоренца меняет направление скорости частицы, но не её кинетическую энергию.

Радиус и период

При перпендикулярном движении радиус зависит от скорости, а нерелятивистский период обращения — нет.

Параллельные токи

Одинаково направленные токи притягиваются, противоположно направленные — отталкиваются.

Угол для рамки

В формуле вращающего момента угол задаётся между нормалью к плоскости рамки и магнитным полем.