Магнитное поле 11 класс контрольная: «Магнитное поле. Явление электромагнитной индукции»

Содержание

Контрольная работа по Физике «Магнитное поле» 11 класс

Контрольная работа по теме «Магнитное поле». Вариант 1.

Уровень 1.

№1. Длина активной части проводника 15 см. Угол между направлением тока и индукцией магнитного поля равен 90⁰. С какой силой магнитное поле с индукцией 40мТл действует на проводник, если сила тока в нем 12 А?

№2. На протон, движущийся со скоростью 10⁷ м/с в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции, действует сила 0,32∙10^-12 Н. Какова индукция магнитного поля?

№3. Определите индуктивность катушки, которую при силе тока 8,6 А пронизывает магнитный поток 120мВб.

№4. Определите по условию задачи №2 радиус окружности, по которой движется протон, период обращения, импульс электрона, его кинетическую энергию, а также ускоряющую разность потенциалов, которую прошел протон, прежде чем попал в магнитное поле.

Уровень 2.

№1. Участок проводника длиной 10см находится в магнитном поле. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, 10 А. При перемещении проводника на 8 см в направлении действия силы Ампера она совершила работу 4мДж. Чему равна индукция магнитного поля? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

№2. По катушке протекает ток, создающий магнитное поле энергией 0,5 Дж. Магнитный поток через катушку 10 мВб. Найти силу тока.

№3. Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиуса R со скоростью υ. Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при увеличении индукции магнитного поля?

Физические величины

№4. Горизонтальные рельсы находятся на расстоянии 30 см друг от друга. На них лежит стержень массой 100г перпендикулярно рельсам. Вся система находится в вертикальном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл. При пропускании по стержню тока 2 А, он движется с ускорением 2 м/с

2. Найти коэффициент трения между рельсами и стержнем.

№5. Частица массой 10^-5 кг и зарядом 10^-6 Кл ускоряется однородным электрическим полем напряженностью 10 кВ/м в течение 10 с. Затем она влетает в однородное магнитное поле индукцией 2,5 Тл, силовые линии которого перпендикулярны скорости частицы. Найти силу, действующую на частицу со стороны магнитного поля. Начальная скорость частицы равна нулю.

Контрольная работа по теме «Магнитное поле». Вариант 2.

Уровень 1.

№1. Определите силу тока, проходящего по прямолинейному проводнику, перпендикулярному однородному магнитному полю, если на активную часть проводника длиной 20 см действует сила в 50 Н при магнитной индукции 10 Тл.

№2. Электрон со скоростью 5 ∙10⁷ м/с влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,8 Тл под углом 30⁰ к линиям индукции. Найти силу, действующую на электрон.

№3. В катушке с индуктивностью 0,6 Гн сила тока 20 А. Какова энергия магнитного поля катушки?

№4. Определите по условию задачи №2 радиус окружности, по которой движется электрон, период обращения, импульс электрона, его кинетическую энергию, а также ускоряющую разность потенциалов, которую прошел электрон, прежде чем попал в магнитное поле.

Уровень 2.

№1. Участок проводника длиной 20 см находится в магнитном поле индукцией 25 мТл. Сила Ампера при перемещении проводника на 8 см в направлении своего действия совершает работу 4 мДж. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции. Чему равна сила тока, протекающего по проводнику?

№2. Плоская прямоугольная катушка из 200 витков со сторонами 10 см и 5 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 50 мТл. Какой максимальный вращающий момент может действовать на катушку в этом поле, если сила тока в ней 2 А?

№3. Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиуса R со скоростью υ. Что произойдет с радиусом орбиты, импульсом частицы и периодом обращения при увеличении заряда частицы?

Физические величины

№4. Прямой проводник длиной 20 см и массой 50 г подвешен на двух легких нитях в однородном магнитном поле, вектор индукции которого направлен горизонтально и перпендикулярно проводнику. Какой силы ток надо пропустить через проводник, чтобы нити разорвались? Индукция поля 50 мТл.

Каждая нить разрывается при нагрузке 0,4 Н.

№5. Заряженный шарик массой 0,1 мг и зарядом 0,2 мКл влетает в область однородного магнитного поля индукцией 0,5 Тл, имея импульс 6 ∙10^-4кг∙м/с, направленный перпендикулярно линиям магнитной индукции. Какой путь шарик пройдет к тому моменту, когда вектор его скорости повернется на 30⁰?

Контрольная работа по теме «Магнитное поле». Вариант 3.

Уровень 1.

№1. Под каким углом расположен прямолинейный проводник к линиям индукции магнитного поля, если на каждые 10 см длины проводника действует сила 3 Н. Сила тока в проводнике 4 А, индукция магнитного поля 15 Тл.

№2. В однородное магнитное поле индукцией 8,5 мТл влетает электрон со скоростью 4,6 ∙10⁶ м/с, направленной перпендикулярно линиям индукции. Рассчитайте силу, действующую на электрон в магнитном поле.

№3. Магнитный поток, пронизывающий один виток катушки, равен 15 мВб. Сила тока в катушке 5 А.

Сколько витков содержит катушка, если ее индуктивность 0,06 Гн?

Уровень 2.

№1. Участок проводника находится в магнитном поле, индукция которого 0,04 Тл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, равна 12,5 А. При перемещении проводника на 4 см в направлении действия силы Ампера, поле совершает работу 4 мДж. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции. Чему равна длина участка проводника?

№2. Какую ускоряющую разность потенциалов проходит протон, влетающий в однородное магнитное поле индукцией 2 Тл перпендикулярно его силовым линиям, если он движется по окружности радиусом 50 см?

№3. Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиуса R со скоростью υ. Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и импульсом частицы при уменьшении индукции магнитного поля?

Физические величины

№4. В вертикальном однородном магнитном поле на двух тонких нитях подвешен горизонтально проводник длиной 20 см и массой 20,4 г. Индукция магнитного поля равна 0,5 Тл. На какой угол от вертикали отклонятся нити, если сила тока в проводнике равна 2 А?

№5. Частица зарядом q и массой m влетает в область однородного магнитного поля с индукцией . Скорость частицы направлена перпендикулярно силовым линиям поля и границе области. После прохождения области поля частица вылетает под углом α к первоначальному направлению движения.

На каком расстоянии d от точки входа в поле вылетит частица из области, «занятой» полем?

Контрольная работа по теме «Магнитное поле». Вариант 4.

Уровень 1.

№1. Определите длину активной части прямолинейного проводника, помещенного в однородное магнитное поле с индукцией 400 Тл, если на проводник действует сила 100 Н. Проводник расположен под углом 30⁰ к линиям магнитной индукции, сила тока в проводнике 2 А.

№2. С какой скоростью влетел протон в однородное магнитное поле индукцией 10 Тл перпендикулярно силовым линиям поля, если на частицу действует поле с силой 8 ∙10

-11Н?

№3. Магнитное поле катушки с индуктивностью 95 мГн обладает энергией 0,19 Дж. Чему равна сила тока в катушке?

Уровень 2.

№1. Участок проводника длиной 5 см находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, равна 20 А. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции. Какое перемещение совершает проводник в направлении действия силы Ампера, если работа этой силы 0,004 Дж?

№2. Чему равен максимальный вращающий момент сил, действующих на прямоугольную обмотку электродвигателя, содержащую 100 витков провода, размером 4 х 6 см, по которой проходит ток 10 А, в магнитном поле индукцией 1,2 Тл?

Физические величины

№4. В горизонтальном однородном магнитном поле индукцией 3 Тл перпендикулярно к силовым линиям расположен горизонтальный проводник массой 3 кг. По проводнику протекает электрический ток силой 5 А. Какова длина проводника, если за 0,1 с, двигаясь из состояния покоя, он поднимается вертикально вверх на 2,5 см?

№5. В однородном магнитном поле индукцией 2 Тл движется протон. Траектория его движения представляет собой винтовую линию с радиусом 10 см и шагом 60 см. Определить кинетическую энергию протона.

Их изменение
А. радиус орбиты Б.период обращения В. кинетическая энергия	1. увеличится 2. уменьшится 3. не изменится
Б	В

Их изменение
А. радиус орбиты Б. импульс частицы В. период обращения	1. увеличится 2. уменьшится 3. не изменится
Б	В

Их изменение
А. радиус орбиты Б.период обращения В. импульс	1. увеличится 2. уменьшится 3. не изменится
Б	В

Их изменение
А. радиус орбиты Б.период обращения В. кинетическая энергия	1. увеличится 2. уменьшится 3. не изменится
Б	В

Опубликованные материалы на сайте СМИ «Солнечный свет». Статья Контрольная работа по теме «Магнитное поле. Электромагнитная индукция.» 11 класс. Автор: ВОРОБЬЕВА ТАТЬЯНА ЮРЬЕВНА.

Автор: ВОРОБЬЕВА ТАТЬЯНА ЮРЬЕВНА
Контрольная работа для 11 класса по теме «Магнитное поле. Электромагнитная индукция» представлена в 4 вариантах. Время выполнения работы-45 минут(1 урок)

11 класс
Контрольная работа №1
Магнитное поле. Электромагнитная индукция
Вариант 1

Часть 1.

На рисунке изображен горизонтальный проводник, по которому

течет электрический ток в направлении «от нас». В точке

вектор

индукции магнитного поля направлен (вертикально вниз,  верти-
кально вверх, влево, вправо)

Ответ:_____________________________

По проволочному витку течет электрический ток в на-

правлении, указанном стрелкой. Виток расположен в гори-
зонтальной плоскости. В центре витка вектор индукции маг-
нитного поля направлен (вертикально вниз,  вертикально
вверх, влево, вправо)

Ответ:_____________________________

Электрон имеет скорость, направленную горизон-

тально вдоль прямого длинного проводника с
током

. Куда направлена действующая на электрон

сила Лоренца? ( вертикально вниз ↓, вертикально
вверх ↑, к нам , горизонтально вправо →)

Ответ:_____________________________

Прямолинейный проводник длиной

с током

помещен в однородное

магнитное поле так, что направление вектора магнитной индукции

пер-

пендикулярно проводнику. Если силу тока уменьшить в 2 раза, а индукцию
магнитного поля увеличить в 4 раза, то действующая на проводник сила
Ампера
Ответ:_____________________________

Какой из перечисленных ниже процессов объясняется явлением электро-

магнитной индукции?
1) взаимное отталкивание двух параллельных проводников с током, по ко-
торым токи протекают в противоположных направлениях
2) самопроизвольный распад ядер
3) отклонение магнитной стрелки вблизи проводника с током
4) возникновение тока в металлической рамке, находящейся в постоянном
магнитном поле, при изменении формы рамки
Ответ:_____________________________

На рисунке показаны два способа вращения проволочной рамки в

однородном магнитном поле, линии
индукции которого идут из
плоскости чертежа. Вращение
происходит вокруг оси MN. Ток в
рамке

1) существует в обоих случаях
2) не существует ни в одном из случаев

3) существует только в первом случае
4) существует только во втором случае

Ответ:_____________________________

Частица массой

, несущая заряд

, движется в однородном магнитном

поле с индукцией

по окружности радиусом

со скоростью . Как изме-

нятся физические величины при увеличении скорости её движения?
А) Радиус траектории
Б) Период обращения
B) Кинетическая энергия

1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

Часть 2.

Протон влетает в однородное магнитное поле индукцией 0,2 Тл и

движется по окружности. Определите период обращения протона.

. Определите силу тока в проводе, если на участок этого провода длиной

20 см действует с силой 0,5 Н однородное магнитное поле, магнитная
индукция которого 1 Тл. При этом угол между направлением линий
магнитной индукции и тока равен 30

11.

Вдоль наклонной плоскости, образующей с горизонталью угол

проложены рельсы, по которым может скользить проводящий

стержень массой 1 кг. Какой минимальной величины ток нужно пропустить
по  стержню,  чтобы  он  оставался  в  покое,  если  вся  система  находится  в
однородном  магнитном  поле  с  индукцией    В  =  0,2  Тл,  направленной
вертикально?  Коэффициент  трения  стержня  о  рельсы  равен    0,2  ,
расстояние между ними l= 0,5 м.

11 класс
Контрольная работа №1
Магнитное поле. Электромагнитная индукция
Вариант 2

Часть 1.

На рисунке изображен горизонтальный проводник, по которому

течет электрический ток в направлении «к нам». В точке

вектор

По проволочному витку течет электрический ток в на-

правлении, указанном стрелкой. Виток расположен в вер-
тикальной плоскости. Точка

находится на горизонталь-

ной прямой, проходящей через центр витка перпендику-
лярно его плоскости. Как направлен вектор индукции магнитного поля тока
в точке

? (вертикально вниз, вертикально вверх, влево, вправо)

Ответ:_____________________________

Электрон, влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет

горизонтально направленную скорость, перпендикулярную вектору
магнитной индукции магнитного поля (см. рисунок). Куда направлена
действующая на него сила Лоренца? ? (вертикально вниз,  вертикально
вверх, влево, вправо)

Ответ:_____________________________

На проводник №2 со стороны двух других

проводников действует сила Ампера.

Все проводники тонкие, лежат в одной плоскости,
параллельны друг другу, и расстояния между
соседними проводниками одинаковы,
I – сила тока. Сила Ампера в этом случае направлена

(вверх , вниз ,

от нас , равна нулю)

Ответ:_____________________________

Какой из перечисленных ниже процессов объясняется явлением электро-

магнитной индукции?
1) отклонение магнитной стрелки вблизи проводника с током
2) взаимное притяжение двух параллельных проводников с сонаправленны-
ми токами
3) возникновение тока в металлической рамке, вращающейся в постоянном

магнитном поле
4) выбивание электрона из поверхности металла при освещении его светом

Ответ:_____________________________

В некоторой области пространства создано однород-

ное магнитное поле. Квадратная металлическая рамка
движется через границу этой области с постоянной
скоростью v, направленной вдоль плоскости рамки и
перпендикулярно вектору магнитной индукции. ЭДС
индукции, генерируемая при этом в рамке, равна E.
Какой станет ЭДС, если рамка будет двигаться со ско-
ростью v/4?

Ответ:_____________________________

На рисунке приведен график зависимости силы

тока в катушке индуктивности от времени. В каком
промежутке времени ЭДС самоиндукции принимает
наименьшее значение по модулю?
Ответ:_____________________________

Частица массой

, несущая заряд

, движется в однородном магнитном

поле с индукцией

по окружности радиусом

со скоростью . Как изме-

нятся физические величины при увеличении индукции магнитного поля?
Установите соответствие.
А) Радиус траектории
Б) Период обращения
B) Угловая скорость

1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

Часть 2.

. Протон в магнитном поле индукцией 0,01 Тл описал окружность

радиусом 10 см. Найдите скорость протона.

10.

Прямолинейный проводник длиной 0,5 м, по которому течет ток 6 А, на-

ходится в однородном магнитном поле. Модуль вектора магнитной индук-
ции 0,2 Тл, проводник расположен под углом 30° к вектору

. Сила, дей-

ствующая на проводник со стороны магнитного поля, равна

11.

На проводящих рельсах, проложенных на наклонной плоскости, в

однородном вертикальном магнитном поле находится горизонтальный
прямой проводник прямоугольного сечения массой 20 г. Плоскость

наклонена к горизонту под углом 30º. Расстояние между рельсами 40 см.
Когда рельсы подключены к источнику тока, по проводнику протекает
постоянный ток 11 А. При этом проводник поступательно движется вверх
по рельсам равномерно и прямолинейно. Коэффициент рения между
проводником и рельсами 0,2. Чему равен модуль индукции магнитного
поля?

11 класс
Контрольная работа №1
Магнитное поле. Электромагнитная индукция
Вариант 3

Часть 1.

На рисунке изображен горизонтальный проводник, по

которому течет электрический ток в направлении «от
нас». В точке

вектор индукции магнитного поля направлен

(вертикально вниз, вертикально вверх, влево, вправо)

Ответ:_____________________________

По проволочному витку течет электрический ток в направле-

нии, указанном стрелкой. Виток расположен в горизонтальной
плоскости. В центре витка вектор индукции магнитного поля на-
правлен (вертикально вниз, вертикально вверх, влево, вправо)

Ответ:_____________________________

Электрон имеет горизонтальную скорость, направленную

вдоль прямого длинного проводника с током. Куда направ-
лена(вертикально вниз ↓, горизонтально влево ←, к нам,
вертикально вверх ↑) действующая на электрон сила Лоренца ?

Ответ:_____________________________

Прямолинейный проводник длиной

с током

помещен в однородное

магнитное поле перпендикулярно линиям индукции

. Как изменится сила

Ампера, действующая на проводник, если его длину увеличить в 2 раза, а
силу тока в проводнике уменьшить в 4 раза?

Ответ:_____________________________

Какой из перечисленных ниже процессов объясняется явлением электро-

магнитной индукции?
1) возникновение силы, действующей на заряженную частицу, помещённую
в электрическое поле
2) возникновение разности потенциалов между концами разомкнутого ме-
таллического кольца при вдвигании в кольцо постоянного магнита
3) взаимное притяжение двух параллельных проводников с током, по кото-
рым ток протекает в одинаковом направлении
4) вылет электронов с поверхности металла при его нагревании
Ответ:_____________________________

В некоторой области пространства создано однород-

ное магнитное поле. Квадратная металлическая рамка
площади

пересекает границу области однородного

магнитного поля с постоянной скоростью , направ-
ленной вдоль плоскости рамки и перпендикулярно век-
тору магнитной индукции. При этом в ней возникает
ЭДС индукции. Какой станет ЭДС, если так же будет двигаться квадратная
рамка площади S/4 изготовленная из того же материала?

Ответ:_____________________________

На рисунке показан график зависимости

силы эл. тока, текущего в катушке индуктив-
ности, от времени. Модуль ЭДС индукции
принимает минимальное значение в проме-
жутке времени

Ответ:_____________________________

Частица массой

, несущая заряд

, движется в однородном магнитном

поле с индукцией

по окружности радиусом

со скоростью . Как изме-

нятся физические величины при уменьшении скорости её движения?
Установите соответствие.
А) Радиус траектории
Б) Период обращения
B) Импульс

1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

Часть 2.

Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле

индукцией 5 мТл. Найдите период обращения электрона.

10.

Участок проводника длиной 10 см находится в магнитном поле

индукцией 50 мТл. Сила Ампера при перемещении проводника на 8 см в
направлении своего действия совершает работу 0,004 Дж. Чему равна сила
тока,

протекающего

по

проводнику?

Проводник

расположен

перпендикулярно линиям магнитной индукции.

11.

Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения

поступательно движется с ускорением вверх по гладкой наклонной

плоскости в вертикальном однородном магнитном поле (см. рисунок). По

стержню протекает ток

. Угол наклона плоскости

Отношение массы

стержня

его

длине

Модуль

индукции

магнитного

поля

Ускорение стержня

Чему равна сила тока в стержне?

11 класс
Контрольная работа №1
Магнитное поле. Электромагнитная индукция
Вариант 4

Часть 1

На рисунке изображен горизонтальный проводник, по кото-

рому течет электрический ток в направлении «к нам». В
точке

вектор индукции магнитного поля направлен

(вертикально вниз, вертикально вверх, влево, вправо)

Ответ:_____________________________

По проволочному витку течет электрический ток в направ-

лении, указанном стрелкой. Виток расположен в вертикаль-
ной плоскости. В центре витка вектор индукции магнитного
поля тока направлен (вертикально вниз, вертикально вверх, влево, впра-
во)
Ответ:_____________________________

Протон имеет скорость, направленную горизонтально

вдоль прямого длинного проводника с током. Куда на-
правлена(вертикально вниз ↓, горизонтально влево ←, от
нас, вертикально вверх ↑) действующая на протон сила Лоренца?

Ответ:_____________________________

. Электрическая цепь, состоящая из четырех прямолинейных

горизонтальных проводников (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) и источника постоянного
тока, находится в однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции
которого

направлен горизонтально влево

(см. рисунок, вид сверху). Куда направлена вызванная
этим полем сила Ампера, действующая на проводник 3-4?
(вертикально вверх , вертикально вниз , вправо

, влево

)

Ответ:_____________________________

Какой из перечисленных ниже процессов объясняется явлением электро-

магнитной индукции?
1) отклонение стрелки амперметра, включённого в электрическую цепь, со-
держащую источник тока
2) отталкивание алюминиевого кольца, подвешенного на нити, при вдвига-
нии в него постоянного магнита
3) притяжение двух разноимённо заряженных частиц
4) отклонение магнитной стрелки рядом с проводом с электрическим током

Ответ:_____________________________

Виток провода находится в магнитном поле, перпендикулярном

плоскости витка, и своими концами замкнут на амперметр. Магнитная
индукция поля меняется с течением времени согласно графику на рисунке.
В какой промежуток времени амперметр покажет наличие электрического
тока в витке?

Ответ:_____________________________

7 .

На рисунке приведен график зависимости силы

тока в катушке индуктивности от времени. В каком
промежутке времени ЭДС самоиндукции принимает
наибольшее значение по модулю?

Ответ:_____________________________

Частица массой

, несущая заряд

, движется в однородном магнитном

поле с индукцией

по окружности радиусом

со скоростью . Как изме-

нятся физические величины при уменьшении индукции магнитного поля?
Установите соответствие.
А) Радиус траектории
Б) Период обращения
B) Угловая скорость

1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

Часть 2.

Электрон попадает в однородное магнитное поле с индукцией 0,1

Тл и

продолжает двигаться по окружности радиусом 0,5 см. Определите
скорость движения электрона.

0 1 2 3 4

t, с

. По параллельным рельсам, наклоненным под углом

горизонтали, соскальзывает без трения проводящий брусок
массой

г. В верхней части рельсы замкнуты резистором с

сопротивлением

Ом. Вся система находится в однородном

магнитном поле, направленном вертикально. Чему равна сила тока ,
текущего по бруску, если известно, что он движется с постоянной
скоростью

м/с? Сопротивлением бруска и рельсов пренебречь,

ускорение свободного падения принять

м/с .

Контрольная работа по теме «Магнитное поле. Явление электромагнитной индукции» | Учебно-методический материал по физике (11 класс):

Контрольная работа по теме «Магнитное поле. Явление электромагнитной индукции»

1 вариант

Какой магнитный поток пронизывает плоскую поверхность площадью 50 см2 при индукции поля 0,4 Тл, если эта поверхность расположена под углом 45˚ к вектору индукции? Сделайте рисунок.
Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник с длиной активной части 5 см действует сила 50мН? Сила тока в проводнике 25А. Проводник расположен перпендикулярно индукции магнитного поля.
Какая сила действует на протон, движущийся со скоростью 10Мм/с в магнитном поле с индукцией 0,2 Тл перпендикулярно линиям индукции?
Сколько витков должна содержать катушка с площадью поперечного сечения 50см2, чтобы при изменении магнитной индукции с 0,2 до 0,3 Тл в течение 4 мс в ней возбуждалась ЭДС 10В?
Найти индуктивность проводника, в котором равномерное изменение силы тока на 2 А за 0,25 с возбуждает ЭДС самоиндукции 20 мВ.
В катушке индуктивностью 0,6 Гн сила тока равна 20 А. Какова энергия магнитного поля этой катушки? Как изменится энергия магнитного поля, если сила тока уменьшится вдвое?
Определите знак заряда частицы, движущейся в магнитном поле. Направления векторов скорости и ускорения частицы указаны на рисунке.

	1)	положительный заряд
	2)	отрицательный заряд
	3)	может быть как положительным, так и отрицательным
	4)	нейтральная частица

На рисунке приведена демонстрация опыта по проверке правила Ленца.

Опыт проводится со сплошным кольцом, а не разрезанным, потому что

	1)	сплошное кольцо сделано из стали, а разрезанное – из алюминия
	2)	в сплошном кольце не возникает вихревое электрическое поле, а в разрезанном – возникает
	3)	в сплошном кольце возникает индукционный ток, а в разрезанном – нет
	4)	в сплошном кольце возникает ЭДС индукции, а в разрезанном – нет

Как взаимодействуют два параллельных проводника, если направления электрического тока в них противоположны?

	1)	не взаимодействуют
	2)	притягиваются
	3)	отталкиваются
	4)	поворачиваются в одинаковом направлении

На рисунке показано изменение силы тока I в катушке индуктивности от времени t. Модуль ЭДС самоиндукции принимает равные значения в промежутках времени:

	1)	0 – 1 с и 1 – 3 с
	2)	3 – 4 с и 4 – 7 с
	3)	1 – 3 с и 4 – 7 с
	4)	0 – 1 с и 3 – 4 с

Контрольная работа по теме «Магнитное поле. Явление электромагнитной индукции»

2 вариант

Участок проводника длиной 10 см находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила Ампера при перемещении проводника на 8 см в направлении своего действия совершает работу 0,004 Дж. Чему равна сила тока, протекающего по проводнику? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.
Какой магнитный поток пронизывает плоскую поверхность площадью 50 см2 при индукции поля 0,4 Тл, если эта поверхность расположена под углом 30˚ к вектору индукции? Сделайте рисунок.
Протон влетает в магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Найти скорость протона, если магнитная индукция поля равна 0,2 Тл, сила, действующая на протон в магнитном поле равна 0,32пН.
За 5 мс магнитный поток, пронизывающий контур, убывает с 9 до 4 мВб. Найти ЭДС индукции.
Какой магнитный поток возникает в контуре индуктивностью 0,2 мГн при силе тока 10 А?
В катушке сила тока равномерно увеличивается со скоростью 2 А/с. При этом в ней возникает ЭДС самоиндукции 20 В. Какова энергия магнитного поля катушки при силе тока в ней 5 А?
Электрон e–, влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет горизонтально направленную скорость , перпендикулярную вектору индукции магнитного поля (см. рисунок). Куда направлена действующая на электрон

сила Лоренца ?

	1)	вертикально вниз
	2)	вертикально вверх
	3)	горизонтально влево
	4)	горизонтально вправо

Замкнутый виток провода находится в магнитном поле, перпендикулярном плоскости витка, и своими концами замкнут на амперметр. Магнитная индукция поля меняется с течением времени согласно графику на рисунке. В какой промежуток времени амперметр покажет наличие электрического тока в витке?

	1)	от 0 с до 1 с
	2)	от 1 с до 3 с
	3)	от 3 с до 4 с
	4)	во все промежутки времени от 0 с до 4 с

Какой процесс объясняется явлением электромагнитной индукции?

	1)	Возникновение электрического тока в замкнутой катушке при увеличении силы тока в другой катушке, находящейся рядом с ней.
	2)	Отклонение магнитной стрелки вблизи проводника с током.
	3)	Взаимодействие двух проводов с током.
	4)	Возникновение силы, действующей на проводник с током в магнитном поле.

Постоянный магнит вводят в замкнутое алюминиевое кольцо

на тонком длинном подвесе (см. рисунок). Первый раз –

северным полюсом, второй раз – южным полюсом. При

этом

	1)	в обоих опытах кольцо отталкивается от магнита
	2)	в обоих опытах кольцо притягивается к магниту
	3)	в первом опыте кольцо отталкивается от магнита, во втором – кольцо притягивается к магниту
	4)	в первом опыте кольцо притягивается к магниту, во втором – кольцо отталкивается от магнита

Контрольная работа по теме Магнитное поле 11 класс

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 1 1. Чем объясняется взаимодействие двух параллельных проводников с постоянным током? Сделайте чертеж. 2. Протон движется со скоростью 108 Мм/с перпендикулярно однородному магнитному полю с индукцией 1 Тл. Найти силу, действующую на протон, и радиус окружности, по которой он движется.

3. Прямолинейный проводник длиной 15 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл и расположен под углом 60⁰ к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если сила тока в проводнике 2,5 А?

4. Заряженный шарик массой 0,1 мг и зарядом 0,2 мКл влетает в область однородного магнитного поля индукцией 0,5 Тл, имея импульс 6 ∙10^-4кг∙м/с, направленный перпендикулярно линиям магнитной индукции. С какой силой будет действовать магнитное поле на заряженный шарик?

———————————————————————————————————————————

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 2 1. На какую частицу действует магнитное поле? Ответ обоснуйте. 2. По двум параллельным проводникам идут токи противоположного направления. Считая один из проводников источником магнитного поля, другой — индикатором, указать направления сил, действующих на проводники.

3. Длина активной части проводника 15 см. Угол между направлением тока и индукцией магнитного поля равен 90⁰. С какой силой магнитное поле с индукцией 40мТл действует на проводник, если сила тока в нем 12 А? 4. В однородном магнитном поле индукцией 2 Тл движется электрон. Траектория его движения представляет собой винтовую линию с радиусом 10 см. Определить кинетическую энергию электрона.

——————————————————————————————————————————————————

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 3 1. На каком из рисунков правильно показано направление индукции магнитного поля, созданного прямым проводником с током.

2. Прямолинейный проводник длиной 10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл и расположен под углом 30⁰ к вектору магнитной индукции. Чему равна сила, действующая на проводник со стороны магнитного поля, если сила тока в проводнике 3 А? 3. Электрон, пройдя ускоряющую разность потенциалов U=400 В, попал в однородное магнитное поле с индукцией В=1,5 Тл. Определить: 1) радиус R кривизны траектории; 2) частоту вращения электрона в магнитном поле. Вектор скорости электрона перпендикулярен линиям индукции.

4. Протон со скоростью 2 ∙10⁷ м/с влетает в однородное магнитное поле с индукцией 8 Тл под углом 45⁰ к линиям индукции. Найти силу, действующую на протон.

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 5 1. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

2. Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией B по окружности радиуса R со скоростью v. Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при увеличении скорости движения? К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ИХ ИЗМЕНЕНИЯ
А)	радиус орбиты	1)	увеличится
Б)	период обращения	2)	уменьшится
В)	кинетическая энергия	3)	не изменится

3. На протон, движущийся со скоростью 10⁷ м/с в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции, действует сила 0,32∙10^-12 Н. Какова индукция магнитного поля?

4. В горизонтальном однородном магнитном поле индукцией 3 Тл перпендикулярно к силовым линиям расположен горизонтальный проводник массой 3 кг. По проводнику протекает электрический ток силой 5 А. Какова длина проводника, если за 0,1 с, двигаясь из состояния покоя, он поднимается вертикально вверх на 2,5 см?

———————————————————————————————————————————-

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 8 1. На рисунке изображены два провода, по которым текут токи в указанных стрелками направлениях. Определите и объясните характер взаимодействия проводников.

2.Определите силу тока, проходящего по прямолинейному проводнику, перпендикулярному однородному магнитному полю, если на активную часть проводника длиной 20 см действует сила в 50 Н при магнитной индукции 10 Тл. 3. Найти кинетическую энергию электрона, движущегося по дуге окружности радиуса 8 см в однородном магнитном поле, индукция которого равна 0,2 Тл. Направление индукции магнитного поля перпендикулярно плоскости окружности.

4. Протон движется со скоростью 180 км/с перпендикулярно однородному магнитному полю с индукцией 4 Тл. Найти силу, действующую на протон, и радиус окружности, по которой он движется.

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 11 1. Скорость электрона направлена перпендикулярно магнитной индукции (рис. 37). Сила Лоренца, действующая на электрон, направлена…

2. Под каким углом расположен прямолинейный проводник к линиям индукции магнитного поля, если на каждые 10 см длины проводника действует сила 3 Н. Сила тока в проводнике 4 А, индукция магнитного поля 15 Тл.

3.В горизонтальном однородном магнитном поле индукцией 3 Тл перпендикулярно к силовым линиям расположен горизонтальный проводник массой 3 кг. По проводнику протекает электрический ток силой 5 А. Какова длина проводника, если за 0,1 с, двигаясь из состояния покоя, он поднимается вертикально вверх на 2,5 см?

4. В однородном магнитном поле индукцией 2 Тл движется протон. Траектория его движения представляет собой винтовую линию с радиусом 10 см. Определить кинетическую энергию протона.

———————————————————————————————————————————

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 12 1. Сила Ампера, действующая на проводник с током (на рисунке 35 изображено сечение проводника, ток направлен на читателя) в магнитном поле, направлена …

2. В однородное магнитное поле индукцией 8,5 мТл влетает электрон со скоростью 4,6 ∙10⁶ м/с, направленной перпендикулярно линиям индукции. Рассчитайте силу, действующую на электрон в магнитном поле.

3.Участок проводника длиной 5 см находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, равна 20 А. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции. Какое перемещение совершает проводник в направлении действия силы Ампера, если работа этой силы 0,004 Дж?

4.В однородном магнитном поле индукцией 4 Тл движется электрон. Траектория его движения представляет собой окружность радиусом 5 см. Определить кинетическую энергию электрона.

——————————————————————————————————————————

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 13 1. Как взаимодействуют между собой два параллельных проводника, если по ним протекают токи в противоположных направлениях? Рисунок, пояснения. 2. Определите длину активной части прямолинейного проводника, помещенного в однородное магнитное поле с индукцией 400 Тл, если на проводник действует сила 100 Н. Проводник расположен под углом 30⁰ к линиям магнитной индукции, сила тока в проводнике 2 А.

3. С какой скоростью влетел протон в однородное магнитное поле индукцией 10 Тл перпендикулярно силовым линиям поля, если на частицу действует поле с силой 8 ∙10-11Н?

4.Прямой проводник длиной 20 см и массой 50 г подвешен на двух легких нитях в однородном магнитном поле, вектор индукции которого направлен горизонтально и перпендикулярно проводнику. Какой силы ток надо пропустить через проводник, чтобы нити разорвались? Индукция поля 50 мТл. Каждая нить разрывается при нагрузке 0,4 Н

———————————————————————————————————————————-

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 14

Определите направление силы, действующей на проводник с током Ι, помещенный в однородное магнитное поле (рис. 30). Индукция магнитного поля В направлена перпендикулярно току.

2. Определите длину активной части прямолинейного проводника, помещенного в однородное магнитное поле с индукцией 400 Тл, если на проводник действует сила 100 Н. Проводник расположен под углом 30⁰ к линиям магнитной индукции, сила тока в проводнике 2 А. 3. В однородное магнитное поле индукцией 10 мТл перпендикулярно линиям индукции влетает электрон с кинетической энергией 30 кэВ (1 эВ = 1,6·10 ^{– 19}Дж). Каков радиус кривизны траектории движения электрона в поле?

4. Участок проводника длиной 20 см находится в магнитном поле индукцией 25 мТл. Сила Ампера при перемещении проводника на 8 см в направлении своего действия совершает работу 4 мДж. Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции. Чему равна сила тока, протекающего по проводнику?

——————————————————————————————————————————-

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 15

На каком из рисунков правильно показаны линии индукции магнитного поля, созданного постоянным магнитом? Ответ обоснуйте.

2.Участок проводника длиной 10см находится в магнитном поле. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, 10 А. При перемещении проводника на 8 см в направлении действия силы Ампера она совершила работу 4мДж. Чему равна индукция магнитного поля? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

3.Частица массой m, несущая заряд q, движется в однородном магнитном поле с индукцией В по окружности радиуса R со скоростью υ. Что произойдет с радиусом орбиты, периодом обращения и кинетической энергией частицы при увеличении индукции магнитного поля?

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ИХ ИЗМЕНЕНИЯ
А)	радиус орбиты	1)	увеличится
Б)	период обращения	2)	уменьшится
В)	кинетическая энергия	3)	не изменится

4.Частица массой 10^-5 кг и зарядом 10^-6 Кл ускоряется однородным электрическим полем напряженностью 10 кВ/м в течение 10 с. Затем она влетает в однородное магнитное поле индукцией 2,5 Тл, силовые линии которого перпендикулярны скорости частицы. Найти силу, действующую на частицу со стороны магнитного поля. Начальная скорость частицы равна нулю.

———————————————————————————————————————————-

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 9 1. Отрицательно заряженная частица движется во внешнем магнитном поле по окружности против часовой стрелки (см.рис.). Куда направлена индукция внешнего магнитного поля?

2. Электрон описывает в магнитном поле окружность радиусом 4 мм. Скорость электрона 3,6·10⁶м/с. Найти индукцию магнитного поля.

3. Определите длину активной части прямолинейного проводника, помещенного в однородное магнитное поле с индукцией 40 мТл, если на проводник действует сила 1 Н. Проводник расположен под углом 60⁰ к линиям магнитной индукции, сила тока в проводнике 2,2 А.

4. Определить кинетическую энергию протона, движущегося по окружности радиусом 10 см в однородном магнитном поле индукцией 5 Тл.

———————————————————————————————————————————

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 10

1.Прямолинейный проводник с током Ι ( на рисунке 36 изображено сечение проводника) находится между полюсами магнита. Сила Ампера, действующая на проводник, направлена…

2. Электрон со скоростью 5 ∙10⁷ м/с влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,8 Тл под углом 30⁰ к линиям индукции. Найти силу, действующую на электрон.

3. Определите силу тока, проходящего по прямолинейному проводнику, перпендикулярному однородному магнитному полю, если на активную часть проводника длиной 10 см действует сила в 20 Н при магнитной индукции 8 Тл.

4. Протон движется со скоростью 30 км/с перпендикулярно однородному магнитному полю с индукцией 40 мТл. Найти силу, действующую на протон, и период вращения протона по окружности.

———————————————————————————————————————————

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 4 1. Чем объясняется взаимодействие двух параллельных проводников с постоянным током? Сделайте чертеж. 2. Протон движется со скоростью 108 Мм/с перпендикулярно однородному магнитному полю с индукцией 1 Тл. Найти силу, действующую на протон, и радиус окружности, по которой он движется.

———————————————————————————————————————————

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 6 1. На какую частицу действует магнитное поле? Ответ обоснуйте. 2. По двум параллельным проводникам идут токи противоположного направления. Считая один из проводников источником магнитного поля, другой — индикатором, указать направления сил, действующих на проводники.

——————————————————————————————————————————————————

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 7 1. На каком из рисунков правильно показано направление индукции магнитного поля, созданного прямым проводником с током.

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 16 1. На рисунке изображены два провода, по которым текут токи в указанных стрелками направлениях. Определите и объясните характер взаимодействия проводников.

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 17 1. В магнитном поле находится проводник с током. Каково направление силы Ампера, действующей на проводник?

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ИХ ИЗМЕНЕНИЯ
А)	радиус орбиты	1)	увеличится
Б)	период обращения	2)	уменьшится
В)	кинетическая энергия	3)	не изменится

Контрольная работа № 1 по теме «Магнитное поле» Вариант 18

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ		ИХ ИЗМЕНЕНИЯ
А)	радиус орбиты	1)	увеличится
Б)	период обращения	2)	уменьшится
В)	кинетическая энергия	3)	не изменится

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/62001-kontrolnaja-rabota-po-teme-magnitnoe-pole-11-

9 класс. Контрольная работа по теме «Магнитное поле. Электромагнитная индукция»

9 класс. Контрольная работа по теме:«Магнитное поле. Электромагнитная индукция». Вариант 1.

1. Чем объясняется взаимодействие двух параллельных проводников с постоянным током?

взаимодействие электрических зарядов;
действие электрического поля одного проводника с током на ток в другом проводнике;
действие магнитного поля одного проводника на ток в другом проводнике.

2. На какую частицу действует магнитное поле?

на движущуюся заряженную;2)на движущуюся незаряженную;3) на покоящуюся заряженную;

4)на покоящуюся незаряженную.

3. На каком из рисунков правильно показано направление индукции магнитного поля, созданного прямым проводником с током.

1)А; 2) Б; 3) В.

4.С какой силой действует магнитное поле индукцией 10 мТл на проводник, в котором сила тока 50 А, если длина активной части проводника 10 см? Линии магнитной индукции поля и направление тока взаимно перпендикулярны.

5. В магнитном поле находится проводник с током.

Каково направление силы Ампера, действующей на проводник? 1)от нас; 2) к нам; 3) равна нулю.

6.Электромагнитная индукция – это:

1)явление, характеризующее действие магнитного поля на движущийся заряд;

2)явление возникновения в замкнутом контуре электрического тока при изменении магнитного потока;

3)явление, характеризующее действие магнитного поля на проводник с током.

7. Контур с площадью 100 см² находится в однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл. Чему равен магнитный поток, пронизывающий контур.

8.Установите соответствие между физическими величинами и единицами их измерения

величины		Единицы измерения
А)	индуктивность	1)	тесла (Тл)
Б)	магнитный поток	2)	генри (Гн)
В)	индукция магнитного поля	3)	вебер (Вб)
		4)	вольт (В)

9.Какова индукция магнитного поля, в котором на

проводник с длиной активной части 10 см действует

сила 20 мН? Сила тока в проводнике 8 А. Провод

ник расположен перпендикулярно индукции

магнитного поля.

10.Какая сила действует на протон, движущийся

со скоростью 20 Мм/с в магнитном поле с индукцией

0,35 Тл перпендикулярно линиям индукции?

9 класс. Контрольная работа по теме:«Магнитное поле. Электромагнитная индукция». Вариант 2.

1. Поворот магнитной стрелки вблизи проводника с током объясняется тем, что на нее действует:

1)магнитное поле, созданное движущимися в проводнике зарядами;

2)электрическое поле, созданное зарядами проводника;

3)электрическое поле, созданное движущимися зарядами проводника.

2.Движущийся электрический заряд создает:

1)только электрическое поле;

2)как электрическое поле, так и магнитное поле;

3)только магнитное поле.

3. На каком из рисунков правильно показано направление индукции магнитного поля, созданного прямым проводником с током. 1)А; 2) Б; 3) В.

4. Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник с длиной активной части 5 см действует сила 50 мН? Сила тока в проводнике 25А. Проводник расположен перпендикулярно линиям индукции магнитного поля.

5. В магнитном поле находится проводник с током.

Каково направление силы Ампера, действующей на проводник? 1)от нас; 2) к нам; 3) равна нулю.

6.Сила Лоренца действует

1) на незаряженную частицу в магнитном поле;

2)на заряженную частицу, покоящуюся в магнитном поле;

3)на заряженную частицу, движущуюся вдоль линий магнитной индукции поля.

7. Магнитный поток внутри контура, площадь поперечного сечения которого 60 кв. см, равен 0,3 мВб. Найдите индукцию поля внутри контура. Поле считать однородным.

8.Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются

величины		формула
А)	Сила, действующая на проводник с током со стороны магнитного поля	1)
Б)	Энергия магнитного поля	2)
В)	Сила, действующая на электрический заряд, движущийся в магнитном поле.	3)
		4)

9.Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник

с длиной активной части 15 см действует сила 30 мН? Сила

тока в проводнике 12 А. Проводник расположен перпендикулярно индукции магнитного поля.

10.. Какая сила действует на протон, движущийся со скоростью 40 Мм/с в магнитном поле с индукцией 0,25 Тл перпендикулярно линиям индукции?

Контрольная работа по физике «Магнитное поле» 11 класс

Контрольная работа №1 «Магнитное поле» 11 класс Вариант №1 1. Магнитная индукция однородного магнитного поля 0,5 Тл. Определите 2. Электрон движется в вакууме в однородном магнитном поле с поток магнитной индукции через поверхность площадью 25 см², расположенную перпендикулярно линиям магнитной индукции. Чему будет равен поток индукции, если поверхность повернуть на угол 60° от первоначального положения? индукцией 5*10¯³ Тл; его скорость равна 1 * 10⁴ км/с и направлена перпендикулярно к линиям магнитной индукции. Определите силу, действующую на электрон, и радиус окружности, по которой он движется. 3. Виток площадью 2 см² расположен перпендикулярно к линиям индукции магнитного однородного поля. Чему равна индуцированная в витке ЭДС, если за время 0,05 с магнитная индукция равномерно убывает с 0,5 до 0,1 ТЛ? возникающую между концами крыльев самолета, если вертикальная составляющая земного магнитного поля равна 50 мкТл и размах крыльев 12 м. самолет летит горизонтально. Контрольная работа №1 «Магнитное поле» 11 класс Вариант №2 4. Скорость самолета 900 км/ч. Найдите разность потенциалов, 1. Определите магнитный поток, пронизывающий плоскую прямоугольную поверхность со сторонами 25 и 60 см, если магнитная индукция во всех точках поверхности равна 1,5 Тл, а вектор магнитной индукции образует с нормалью к этой поверхности угол β, равный 0,45 и 90°. 2. В направлении, перпендикулярном линиям магнитной индукции, влетает в магнитное поле электрон со скоростью 10 Мм/с. Найдите индукцию поля, если электрон описал в поле окружность радиусом 1 см. 3. Квадратная рамка помещена в однородное магнитное поле. Нормаль к плоскости рамки составляет с направлением магнитного поля угол 60°. Сторона рамки 10 см. определите индукцию магнитного поля, если известно, что среднее значение ЭДС индукции, возникшей в рамке при выключении поля в течении 0,01 с, равно 50 мВ. железнодорожным рельсам, когда к нему со скоростью 60 км/ч приближается поезд? Вертикальная составляющая магнитного поля Земли 50 мкТл. Сопротивление гальванометра 100 Ом. Расстояние между рельсами 1,2 м. рельсы изолированы от земли и друг от друга. 4. Какой ток течет через гальванометр, присоединенный к Контрольная работа №1 «Магнитное поле» 11 класс Вариант №3 1. Какой магнитный поток пронизывает плоскую поверхность площадью 50 см² при индукции поля 0,4 Тл, если эта поверхность: а) перпендикулярна вектору индукции поля; б) расположена под углом 45° к вектору индукции; в) расположена под углом 30° к вектору индукции? 2. Протон в магнитном поле с индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 10 см. Найдите скорость протона. 3. Какой магнитный поток пронизывал каждый виток катушки, имеющей 1000 витков, если при равномерном исчезновении магнитного поля в течение промежутка времени 0,1 с в катушке индуцируется ЭДС 10 В? 4. Найдите ЭДС индукции в проводнике с длиной активной части 0,25 м, перемещаемой в однородном магнитном поле с индукцией 8 мТл со скоростью 5 м/с под углом 30° к вектору магнитной индукции.

Контрольная работа по физике Магнетизм 11 класс

Контрольная работа по физике Магнетизм 11 класс с ответами. Контрольная работа включает 4 варианта, в каждом варианте по 7 заданий.

1 вариант

1. Длина активной части проводника 15 см. Угол между направлением тока и индукцией магнитного поля равен 90°. С какой силой магнитное поле с индукцией 40 мТл действует на проводник, если сила тока в нем 12 А?

2. На протон, движущийся со скоростью 10⁷ м/с в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции, действует сила 0,32 · 10^-12 Н. Какова индукция магнитного поля?

3. Определите индуктивность катушки, которую при силе тока 8,6 А пронизывает магнитный поток 0,12 Вб.

4. Электрон движется по окружности радиусом 4 мм перпендикулярно к линиям индукции однородного магнитного поля. Скорость электрона равна 3,5 · 10⁶ м/с. Рассчитайте индукцию магнитного поля.

5. Плоская прямоугольная катушка из 200 витков со сторонами 10 см и 5 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,05 Тл. Какой максимальный вращающий момент может действовать на катушку в этом поле, если сила тока в ней 2 А?

6. В вертикальном однородном магнитном поле на двух тонких нитях подвешен горизонтально проводник длиной 20 см и массой 20,4 г. Индукция магнитного поля равна 0,5 Т л. На какой угол от вертикали отклонятся нити, если сила тока в проводнике равна 2 А?

7. Два протона движутся в однородном магнитном поле в плоскости, перпендикулярной линиям индукции магнитного поля, по окружностям, имеющим радиусы, равные соответственно 1 см и 2 см. Определите отношение кинетических энергий протонов.

2 вариант

1. Определите силу тока, проходящего по прямолинейному проводнику, перпендикулярному однородному магнитному полю, если на активную часть проводника длиной 40 см действует сила в 20 Н при магнитной индукции 10 Тл.

2. Электрон со скоростью 5 · 10⁷ м/с влетает в однородное магнитное поле под углом 30° к линиям индукции. Индукция магнитного поля равна 0,8 Тл. Найдите силу, действующую на электрон.

3. В катушке с индуктивностью 0,6 Гн сила тока 20 А. Какова энергия магнитного поля катушки?

4. Электрон влетел в однородное магнитное поле с индукцией 2 · 10^-3 Тл перпендикулярно линиям индукции со скоростью 3,6 · 10⁶ м/с и продолжает свое движение по круговой орбите радиусом 1 см. Определите отношение заряда электрона к его массе.

5. Прямолинейный проводник массой 2 кг и длиной 50 см помещен в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Какой должна быть сила тока, чтобы проводник висел не падая? Индукция однородного магнитного поля равна 15 Тл.

6. Проводящий стержень лежит на горизонтальной поверхности перпендикулярно однородному горизонтальному магнитному полю с индукцией 0,2 Т л. Какую силу в горизонтальном направлении нужно приложить перпендикулярно проводнику для его равномерного поступательного движения? Сила тока в проводнике равна 10 А, масса проводника равна 100 г, его длина 25 см, коэффициент трения равен 0,1.

7. В однородное магнитное поле с индукцией 10 мТл перпендикулярно линиям индукции влетает электрон с кинетической энергией 30 кэВ. Каков радиус кривизны траектории движения электрона в поле?

3 вариант

1. Под каким углом расположен прямолинейный проводник к линиям индукции магнитного поля с индукцией 15 Тл, если на каждые 10 см длины проводника действует сила в 3 Н, когда сила тока в проводнике 4 А?

2. В однородное магнитное поле с индукцией 8,5 · 10^-3 Тл влетает электрон со скоростью 4,6 · 10⁶ м/с, направленной перпендикулярно линиям индукции. Рассчитайте силу, действующую на электрон в магнитном поле.

3. Магнитный поток, пронизывающий виток катушки, равен 0,015 Вб. Сила тока в катушке 5 А. Сколько витков содержит катушка, если ее индуктивность 60 мГн?

4. Чему равен максимальный вращающий момент сил, действующих на прямоугольную обмотку электродвигателя, содержащую 100 витков провода, размером 4 х 6 см, по которой проходит ток 10 А, в магнитном поле с индукцией 1,2 Тл?

5. Ядро атома гелия, имеющее массу 6,7 · 10^-27 кг и заряд 3,2 · 10^-19 Кл, влетает в однородное магнитное поле с индукцией 10^-2 Тл и начинает двигаться по окружности радиусом 1 м. Рассчитайте скорость этой частицы.

6. Пылинка с зарядом 10 мкКл и массой 1 мг влетает в однородное магнитное поле с индукцией 1 Тл и движется по окружности. Сколько оборотов сделает пылинка за 3,14 с?

7. Прямолинейный проводник массой 3 кг, сила тока в котором 5 А, поднимается вертикально вверх с ускорением 5 м/с² в однородном магнитном поле с индукцией 3 Тл перпендикулярно линиям индукции. Определите длину проводника.

4 вариант

1. Определите длину активной части прямолинейного проводника, помещенного в однородное магнитное поле с индукцией 400 Т л, если на него действует сила 100 Н. Проводник расположен под углом 30° к линиям индукции магнитного поля, сила тока в проводнике 2 А.

2. С какой скоростью влетел электрон в однородное магнитное поле, индукция которого равна 10 Тл, перпендикулярно линиям индукции, если на него действует поле с силой 8 · 10^-11 Н?

3. Магнитное поле катушки с индуктивностью 95 мГн обладает энергией 0,19 Дж. Чему равна сила тока в катушке?

4. Сила тока в горизонтально расположенном проводнике длиной 20 см и массой 4 г равна 10 А. Найдите индукцию магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась силой Ампера.

5. Протон влетает в однородное магнитное поле, индукция которого равна 3,4 · 10^-2 Тл, перпендикулярно линиям индукции со скоростью 3,5 · 10⁵ м/с. Определите радиус кривизны траектории протона. Масса протона равна 1,67 · 10^-27 кг, заряд протона равен 1,6 · 10¹⁹ Кл.

6. Два электрона движутся по окружностям в однородном магнитном поле в плоскости, перпендикулярной линиям индукции поля. Найдите отношение периодов обращения электронов, если кинетическая энергия первого электрона в 4 раза больше кинетической энергии второго.

7. На двух нитях висит горизонтально расположенный стержень длиной 2 ми массой 0,5 кг. Стержень находится в однородном магнитном поле, индукция которого 0,5 Тл и направлена вниз. Какой ток нужно пропустить по стержню, чтобы нити отклонились от вертикали на 45°?

Ответы на контрольную работа по физике Магнетизм 11 класс
1 вариант
1. 7,2 · 10^-2 Н
2. 0,2 Тл
3. 14 мГн
4. 5 · 10^-3 Тл
5. 0,1 Н·м
6. 45°
7. 1 : 4
2 вариант
1. 5 А
2. 3 · 10^-12 Н
3. 120 Дж
4. ≈ 1,8 · 10¹¹ Кл/кг
5. 2,7 А
6. 0,148 Н или 0,048 Н в зависимости от направлений силы тока и магнитной индукции
7. 5,8 см
3 вариант
1. 30 °
2. 6,3 · 10^-15 Н
3. 20
4. 2,88 Н · м
5. 4,8 · 10⁵ м/с
6. 5
7. 3 м
4 вариант
1. 0,25 м
2. 5 · 107 м/с
3. 2 А
4. 20 мТл
5. 10 см
6. 1 : 1
7. 5 А

Магнитное поле, связанное с током | Электромагнетизм

10.2 Магнитное поле, связанное с током (ESBPS)

Если вы держите компас рядом с проводом, через который проходит ток течет, стрелка компаса отклоняется.

Поскольку компасы работают, указывая вдоль силовых линий магнитного поля, это означает, что рядом с проводом, по которому течет ток, должно быть магнитное поле.

Магнитное поле, создаваемое электрическим током, всегда ориентированы перпендикулярно направлению тока.Ниже приведен эскиз того, как выглядит магнитное поле вокруг провода, когда по нему течет ток. Мы используем \ (\ vec {B} \) для обозначения магнитного поля и стрелки на силовых линиях, чтобы показать направление магнитного поля. Обратите внимание на , что если нет тока, не будет магнитного поля.

Направление тока в проводе (проводе) показано центральной стрелкой. Кружки являются линиями поля, и они также имеют направление, указанное стрелками на линиях.Как и в случае с силовыми линиями электрического поля, чем больше количество линий (или чем они ближе друг к другу) в области, тем сильнее магнитное поле.

Важно: Все наши обсуждения направлений поля предполагают, что мы имеем дело с условным током .

Чтобы визуализировать эту ситуацию, поставьте ручку или карандаш прямо на стол. Круги центрируются вокруг карандаша или ручки и должны быть нарисованы параллельно поверхности стола.Кончик ручки или карандаша должен указывать в направлении тока.

Вы можете посмотреть на карандаш или ручку сверху, и карандаш или ручка будет точкой в центре кругов. Направление силовых линий магнитного поля в этой ситуации — против часовой стрелки.

Чтобы было легче увидеть, что происходит, мы будем рисовать только один набор круговых линий полей, но учтите, что это только для иллюстрации.

Если вы положите лист бумаги за карандаш и посмотрите на него сбоку, то увидите, что круговые линии поля расположены сбоку, и трудно понять, что они круглые.Они проходят через бумагу. Помните, что линии поля имеют направление, поэтому, когда вы смотрите на лист бумаги сбоку, это означает, что круги входят в бумагу с одной стороны карандаша и выходят из бумаги с другой стороны.

Когда рисуем направления магнитных полей и токов, используем символы \ (\ odot \) и \ (\ otimes \). Символ \ (\ odot \) представляет собой стрелка, выходящая со страницы, и символ \ (\ время \) представляет собой стрелку, ведущую на страницу.

Значения символов легко запомнить, если вы подумаете о стрела с острым концом на голове и хвост с перьями в форме креста.

Датский физик Ганс Кристиан Эрстед однажды в 1820 году читал лекцию о возможности связи электричества и магнетизма друг с другом и в процессе убедительно продемонстрировал это с помощью эксперимента перед всем своим классом. Пропуская электрический ток через металлический провод, подвешенный над магнитным компасом, Эрстед смог вызвать определенное движение стрелки компаса в ответ на ток.То, что начиналось как предположение в начале занятия, в конце подтвердилось как факт. Излишне говорить, что Эрстеду пришлось пересматривать свои конспекты лекций для будущих уроков. Его открытие открыло дорогу совершенно новой отрасли науки — электромагнетизму.

Теперь мы рассмотрим три примера токоведущих проводов. Для каждого примера мы определим магнитное поле и проведем силовые линии магнитного поля вокруг проводника.

Магнитное поле вокруг прямого провода (ESBPT)

Направление магнитного поля вокруг токоведущей проводник показан на рисунке 10.1.

Рисунок 10.1: Магнитное поле вокруг проводника, когда вы смотрите на проводник с одного конца. (а) Ток течет со страницы и магнитное поле против часовой стрелки. (б) Ток течет в страницы, а магнитное поле — по часовой стрелке. Рисунок 10.2: Магнитные поля вокруг проводника, смотрящего на проводник сверху вниз. (а) Ток течет по часовой стрелке. (б) ток течет против часовой стрелки.

Направление магнитного поля

Используя направления, приведенные на Рисунке 10.1 и 10.2 попытаемся найти правило, которое легко скажет вам направление магнитного поля.

Подсказка: используйте пальцы. Возьмите проволоку в руки и попытайтесь найти связь между направлением большого пальца и направлением их сгибания.

Существует простой метод определения взаимосвязи между направлением тока, протекающего в проводнике, и направлением магнитного поля вокруг того же проводника. Метод называется Правило правой руки .Проще говоря, Правило правой руки гласит, что силовые линии магнитного поля, создаваемые токоведущим проводом, будут ориентированы в том же направлении, что и согнутые пальцы правой руки человека (в положении «автостоп»), при этом большой палец должен указывать внутрь. направление тока.

Ваша правая и левая рука уникальны в том смысле, что вы не можете повернуть одну из них, чтобы она находилась в том же положении, что и другая. Это означает, что важна правая часть правила. Вы всегда получите неправильный ответ, если воспользуетесь не той рукой.

Правило правой руки

Используйте Правило правой руки, чтобы нарисовать направления магнитных полей для следующих проводников с токами, текущими в направлениях, показанных стрелками. Первая задача была выполнена за вас.

1.	2.	3.	4.
5.	6.	7.	8.
9.	10.	11.	12.

Магнитное поле вокруг проводника с током

Аппарат

один \ (\ text {9} \) \ (\ text {V} \) аккумулятор с держателем
два соединительных провода с зажимами типа «крокодил»
компас
секундомер

Метод

Подключите провода к батарее, оставив один конец каждого провода неподключенным, чтобы цепь не замкнулась.
Обязательно ограничивайте ток до \ (\ text {10} \) \ (\ text {seconds} \) за раз (вы можете спросить, у провода очень маленькое сопротивление, поэтому батарея разряжается квартира очень быстро). Это сделано для продления срока службы батареи, а также для предотвращения перегрева проводов и контактов батареи.
Поднесите компас к проводу.
Замкните цепь и посмотрите, что происходит с компасом.
Поменяйте полярность батареи и замкните цепь. Понаблюдайте, что происходит с компасом.

Выводы

Используйте свои наблюдения, чтобы ответить на следующие вопросы:

Создает ли ток, протекающий по проводу, магнитное поле?
Присутствует ли магнитное поле, когда ток не течет?
Зависит ли направление магнитного поля, создаваемого током в проводе, от направления тока?
Как направление тока влияет на магнитное поле?

Магнитное поле вокруг токоведущей петли (ESBPV)

До сих пор мы рассматривали только прямые провода, по которым проходит ток, и магнитные поля вокруг них.Мы собираемся изучить магнитное поле, создаваемое кольцевыми витками провода, по которому проходит ток, потому что это поле имеет очень полезные свойства. Например, вы увидите, что мы можем создать однородное магнитное поле.

Магнитное поле вокруг петли проводника

Представьте себе две петли из проволоки, по которым течет ток (в противоположных направлениях) и которые параллельны странице вашей книги. Используя Правило правой руки, нарисуйте то, что, по вашему мнению, будет выглядеть магнитное поле в разных точках вокруг каждой из двух петель.В петле 1 ток течет против часовой стрелки, а в петле 2 ток течет по часовой стрелке.

Если вы сделаете петлю из проводника с током, то направление магнитного поля определяется применением правила правой руки к различным точкам петли.

Обратите внимание, что есть разновидность правила правой руки. Если вы заставите пальцы правой руки следовать направлению тока в петле, ваш большой палец будет указывать в том направлении, где выходят силовые линии.Это похоже на северный полюс (где силовые линии выходят из стержневого магнита) и показывает, какая сторона петли будет притягивать северный полюс стержневого магнита.

Магнитное поле вокруг соленоида (ESBPW)

Если мы теперь добавим еще одну петлю с током в том же направлении, то магнитное поле вокруг каждой петли можно будет сложить вместе, чтобы создать более сильное магнитное поле. Катушка из множества таких петель называется соленоидом . Соленоид — это цилиндрическая катушка с проволокой, действующая как магнит, когда электрический ток течет по проволоке.Картина магнитного поля вокруг соленоида аналогична картине магнитного поля вокруг стержневого магнита, который вы изучали в 10-м классе, у которого были определенные северный и южный полюсы, как показано на рисунке 10.3.

Рисунок 10.3: Магнитное поле вокруг соленоида.

Реальные приложения (ESBPX)

Электромагниты

Электромагнит представляет собой кусок провода, предназначенный для создания магнитного поля при прохождении через него электрического тока. Хотя все проводники с током создают магнитные поля, электромагнит обычно сконструирован таким образом, чтобы максимизировать силу магнитного поля, которое он создает для специальной цели.Электромагниты обычно используются в исследованиях, промышленности, медицине и потребительских товарах. Примером обычно используемого электромагнита являются защитные двери, например на двери магазина, которые открываются автоматически.

Как электрически управляемый магнит, электромагниты являются частью широкого спектра «электромеханических» устройств: машин, которые создают механическую силу или движение за счет электроэнергии. Возможно, наиболее очевидным примером такой машины является электродвигатель , который будет подробно описан в Grade 12.Другими примерами использования электромагнитов являются электрические звонки, реле, громкоговорители и краны для свалок.

Электромагниты

Цель

Магнитное поле создается, когда электрический ток течет по проводу. Одиночный провод не создает сильного магнитного поля, в отличие от провода, намотанного на железный сердечник. Мы исследуем это поведение.

Аппарат

аккумулятор и держатель
длина провода
компас
несколько гвоздей

Метод

Если вы еще не проводили предыдущий эксперимент в этой главе, сделайте это сейчас.
Согните провод в несколько катушек перед тем, как прикрепить его к батарее. Посмотрите, что происходит с отклонением стрелки компаса. Прогиб компаса стал сильнее?
Повторите эксперимент, изменив количество и размер витков в проводе. Посмотрите, что происходит с отклонением по компасу.
Намотайте провод на железный гвоздь, а затем прикрепите катушку к батарее.Посмотрите, что происходит с отклонением стрелки компаса.

Выводы

Влияет ли количество катушек на силу магнитного поля?
Железный гвоздь увеличивает или уменьшает силу магнитного поля?

Воздушные линии электропередачи и окружающая среда

Физическое воздействие

Линии электропередач — обычное явление для всей нашей страны.Эти линии подводят электроэнергию от электростанций к нашим домам и офисам. Но эти линии электропередач могут иметь негативное воздействие на окружающую среду. Одна из опасностей, которые они представляют, — это летающие на них птицы. Защитник природы Джессика Шоу провела последние несколько лет, изучая эту угрозу. Фактически, линии электропередач представляют собой основную угрозу для синего журавля, национальной птицы Южной Африки, в Кару.

«Нам повезло, что в Южной Африке обитает широкий спектр видов птиц, в том числе много крупных птиц, таких как журавли, аисты и дрофы.К сожалению, существует множество линий электропередач, которые могут воздействовать на птиц двояко. Они могут быть поражены электрическим током, когда садятся на некоторые типы пилонов, а также могут быть убиты, столкнувшись с линией, если они влетят в нее, либо от удара о веревку, либо после удара о землю. Эти столкновения часто происходят с крупными птицами, которые слишком тяжелы, чтобы избежать линии электропередачи, если они видят ее только в последнюю минуту. Другие причины, по которым птицы могут столкнуться, включают плохую погоду, полет стаями и отсутствие опыта у молодых птиц.

В течение последних нескольких лет мы изучали серьезное влияние столкновений линий электропередач на «Голубых журавлей» и «Дроф Людвига». Это два наших эндемичных вида, а это значит, что они встречаются только в южной части Африки. Это большие птицы, которые живут долго и медленно размножаются, поэтому популяции могут не восстановиться после высокой смертности. Мы прошли и проехали под линиями электропередач через Оверберг и Кару, чтобы подсчитать мертвых птиц. Данные показывают, что ежегодно тысячи этих птиц гибнут в результате столкновений, а дрофа Людвига теперь внесена в список исчезающих видов из-за высокого уровня неестественной смертности.Мы также ищем способы уменьшить эту проблему и работаем с Eskom над тестированием различных устройств для маркировки линий. Когда на линиях электропередач вешают маркеры, птицы могут видеть линию электропередач с большого расстояния, что дает им достаточно времени, чтобы избежать столкновения ».

Воздействие полей

Тот факт, что вокруг линий электропередачи создается поле, означает, что они потенциально могут иметь воздействие на расстоянии. Это было изучено и продолжает оставаться предметом серьезных дискуссий.На момент написания Руководства Всемирной организации здравоохранения по воздействию на человека электрических и магнитных полей указывается, что нет четкой связи между воздействием магнитных и электрических полей, с которыми население сталкивается от линий электропередач, поскольку это поля чрезвычайно низкой частоты. .

Шум в линии электропередачи может мешать радиосвязи и радиовещанию. По сути, линии электропередач или связанное с ними оборудование неправильно генерируют нежелательные радиосигналы, которые отменяют или конкурируют с полезными радиосигналами.Шум от линии электропередачи может повлиять на качество приема радио и телевидения. Также может произойти нарушение радиосвязи, например, любительского радио. Потеря критически важной связи, такой как полиция, пожарная охрана, военные и другие подобные пользователи радиочастотного спектра, может привести к еще более серьезным последствиям.

Групповое обсуждение:

Когда молния поражает корабль или самолет, она может повредить или иным образом изменить его магнитный компас. Были зарегистрированы случаи, когда при ударе молнии полярность компаса менялась, так что стрелка указывала на юг, а не на север.

Зарегистрируйтесь, чтобы получить стипендию и возможности карьерного роста. Используйте практику Сиявулы, чтобы получить наилучшие возможные оценки.

Зарегистрируйтесь, чтобы разблокировать свое будущее

Магнитные поля

Упражнение 10.1

Привести доказательства существования магнитного поля возле токоведущего провода.

Если вы поднесете компас к проводу, по которому течет ток, стрелка на компасе отклонится. Поскольку компасы работают, указывая вдоль силовых линий магнитного поля, это означает, что рядом с проводом, по которому течет ток, должно быть магнитное поле.Если ток перестанет течь, компас вернется в исходное направление. Если ток снова начнет течь, отклонение произойдет снова.

Опишите, как вы могли бы использовать правую руку, чтобы определять направление магнитного поля вокруг проводника с током.

Мы используем правило правой руки, которое гласит, что силовые линии магнитного поля, создаваемые токоведущим проводом, будут ориентированы в том же направлении, что и согнутые пальцы правой руки человека (в положении «автостоп»), при этом большой палец должен указывать. по направлению тока:

Со страницы

на страницу

Используйте Правило правой руки, чтобы найти направление магнитных полей в каждой из точек, обозначенных A — H на следующих диаграммах.

A: против часовой стрелки
B: против часовой стрелки
C: против часовой стрелки
D: против часовой стрелки
E: по часовой стрелке
F: по часовой стрелке
G: по часовой стрелке
H: по часовой стрелке

магнитная таблица оценок

Материалы и марки Материал и марка магнита относятся к набору свойств, которые в конечном итоге определяют рабочие характеристики магнита.Большинство магнитов, продаваемых Amazing Magnets, изготовлены из неодима, железа и бора (NdFeB), а большая часть наших стандартных продуктов относится к классу N40. Другие распространенные материалы, такие как SmCo, AlNiCo и ферритовые магниты, также перечислены, поскольку они могут быть изготовлены на заказ в качестве нестандартных продуктов. Если у вас есть вопросы, звоните нам (8888-727-3327).

Термины и определения

Br (KG) — «Плотность остаточного потока, измеренная в килограммах гаусса»
Это измерение способности материала сохранять магнитное поле после намагничивания.
Например, : железо может быть временно намагничено, но теряет большую часть своей магнитной силы, когда внешнее поле снимается. Это связано с тем, что у железа низкая плотность остаточного флюса.

HcB (KOe) — «Внешнее усилие, необходимое для размагничивания, измеренное в килограммах Эрстеда»
Это измерение способности материала противостоять внешним и внутренним магнитным силам без изменений.
Например: Гибкие / прорезиненные магниты имеют более низкий HcB и поэтому могут быть легко размагничены / перемагничены более сильным неодимовым магнитом.
Неодимовые магниты теряют около 1% своей магнитной силы каждые 10 лет из-за саморазмагничивания.

BHMax (MGOe) — «Максимальный энергетический продукт, измеренный в мега-гауссовых единицах Эрстеда»
Это прямое измерение максимальной магнитной силы материала после того, как магнит полностью насыщен, «заряжен» внешним магнитным полем. BHMax — лучший показатель привлекательности данного материала.

Tmax (максимальная рабочая температура) — «Измеряется в градусах Цельсия / Фаренгейта»
Нагрев магнита выше его максимальной рабочей температуры приведет к постоянной потере его магнетизма до тех пор, пока он не будет перемагничен сильным внешним полем.Нагрев материала до максимальной рабочей температуры (обычно в диапазоне 20%) приведет к временной потере магнитной силы магнита, пока он не остынет.

Спеченный неодимовый железо-бор (NdFeB) Спеченные магниты NdFeB — это сильные постоянные магниты, изготовленные из сплава неодюмия, железа и бора.Магниты NdFeB — самые сильные доступные магниты, но имеют низкую максимальную термостойкость. Магниты NefeB быстро окисляются, поэтому для защиты подложки необходимо антикоррозийное покрытие. См. Дополнительные сведения в разделе «Варианты покрытия и покрытия». Просмотреть выбор

Название марки	Br (кг)	HcB (КОЭ)	Hci (н.э.)	BHmax (MGOe)	Tмакс
N35	11.8-12,2	≥10,9	≥12,0	33-36	80C / 176F
N38	12,2–12,6	≥11,3	≥12,0	36-39	80C / 176F
N40	12,6–12,9	≥11.4	≥12,0	38-41	80C / 176F
N42	12,9-13,3	≥11,5	≥12,0	40-43	80C / 176F
N45	13,3-13,7	≥11,0	≥12.0	43-46	80C / 176F
N48	13,7-14,1	≥10,5	≥11,0	45-49	80C / 176F
N50	14,0–14,5	≥10,5	≥11,0	47-51	80C / 176F
N52	14.3-14,8	≥10,5	≥11,0	49-53	80C / 176F
N55	14,7-15,1	≥10,5	≥11,0	53-56	80C / 176F
35 м	11,8–12,2	≥10.9	≥14,0	34-36	100C / 212F
38 м	12,2–12,6	≥11,3	≥14,0	36-39	100C / 212F
40 м	12,6–12,9	≥11,6	≥14.0	38-41	100C / 212F
42 м	12,9-13,3	≥12,0	≥14,0	40-43	100C / 212F
45 м	13,3-13,7	≥12,5	≥14,0	43-46	100C / 212F
48 мес.	13.7-14,1	≥12,9	≥14,0	45-49	100C / 212F
50 м	14,0–14,5	≥13,0	≥14,0	47-51	100C / 212F
55 м	14,3-14,7	≥13.0	≥14,0	50-53	100C / 212F
30 ч	10,8-11,3	≥10,0	≥17,0	28-31	120C / 248F
33H	11,3-11,7	≥10,5	≥17.0	31-34	120C / 248F
35H	11,8–12,2	≥10,9	≥17,0	33-36	120C / 248F
38H	12,2–12,6	≥11,3	≥17,0	36-39	120C / 248F
40H	12.6-12,8	≥11,6	≥17,0	38-41	120C / 248F
42H	12,9-13,3	≥12,0	≥17,0	40-43	120C / 248F
45H	13,3-13,7	≥12.3	≥17,0	43-46	120C / 248F
48 ч	13,7-14,1	≥12,5	≥17,0	46-49	120C / 248F
50H	14,0-14,3	≥13,3	≥17.0	47-50	120C / 248F
52H	14,3-14,7	≥13,5	≥17,0	50-53	120C / 248F
30Ш	10,8-11,3	≥10,1	≥20,0	28-31	150C / 302F
33Ш	11.3-11,7	≥10,6	≥20,0	31-34	150C / 302F
35Ш	11,8–12,2	≥11,0	≥20,0	33-36	150C / 302F
38Ш	12,2–12,6	≥11.4	≥20,0	36-39	150C / 302F
40Ш	12,6–12,9	≥11,6	≥20,0	38-41	150C / 302F
42Ш	12,9-13,3	≥12,4	≥20.0	40-43	150C / 302F
45Ш	13,2-13,7	≥12,6	≥20,0	42-46	150C / 302F
48Ш	13,6-14,0	≥13,0	≥20,0	46-49	150C / 302F
50Ш	14.0-14,5	≥13,5	≥20,0	48-51	150C / 302F
28UH	10,2-10,8	≥9,6	≥25,0	26–29	180C / 356F
30UH	10,8-11,3	≥10.2	≥25,0	28-31	180C / 356F
33UH	11,3-11,7	≥10,7	≥25,0	31-34	180C / 356F
35UH	11,8–12,2	≥10,8	≥25.0	33-36	180C / 356F
38UH	12,2–12,5	≥11,3	≥25,0	36-39	180C / 356F
40UH	12,4–12,8	≥11,3	≥25,0	38-41	180C / 356F
42UH	12.8-13,3	≥11,6	≥25,0	40-43	180C / 356F
28EH	10,4-10,9	≥9,8	≥30,0	26–29	200C / 392F
30EH	10,8-11,3	≥10.2	≥30,0	28-31	200C / 392F
33EH	11,3-11,7	≥10,5	≥30,0	31-34	200C / 392F
35EH	11,7–12,2	≥11,0	≥30.0	33-36	200C / 392F
38EH	12,2–12,5	≥11,3	≥30,0	36-39	200C / 392F

Самарий Кобальт (SmCo) Магниты

SmCo изготовлены из прочного сплава постоянных магнитов из самария и кобальта.По сравнению с магнитами из NdFeB, магниты из SmCo слабее, но более подходят для работы при более высоких температурах. Магниты SmCo очень антикоррозийные и, как правило, не требуют гальванической обработки поверхности.

Название марки	Br (кг)	HcB (КОЭ)	Hci (н.э.)	BHmax (MGOe)	Tмакс
YX18	8.5-9,0	≥7,8-8,2	≥15-19	16-18	250C / 482F
YX20	9,2–9,6	≥8,2-9,0	≥15-19	19–21	250C / 482F
YX24	9.6-10.0	≥9,2-9,7	≥15-19	22-24	250C / 482F
YXh34	9,5-10,2	≥8,0-9,2	≥18-25	22-24	300C / 572F
YXG26	10,2-10,5	≥9.4-10,0	≥18-25	24–26	300C / 572F
YXG28	10,5-10,8	≥9,5-10,0	≥18-25	26–28	300C / 572F
YXG28B	10,2-11,0	≥5.2-6,5	≥5,5-6,5	26–28	300C / 572F
YXG30	10,8-11,0	≥9,8-10,5	≥18-25	28-30	300C / 572F
YXG30B	10,8-11,0	≥5,2-5,6	≥5.5-6,5	28-30	300C / 572F

Связанный неодим-железо-бор (NdFeB)

Связанный NdFeB — это литой / формованный тип NdFeB, который может подвергаться дальнейшей механической обработке и прессованию в различные формы, такие как кольца, дуги и многие другие сложные геометрические формы. Он также имеет более высокую коррозионную стойкость по сравнению со спеченным NdFeB.Связанные магниты обладают меньшей магнитной силой, чем спеченные магниты, но могут быть сформированы в детали сложной формы.

Название марки	Br (кг)	HcB (КОЭ)	Hci (н.э.)	BHmax (MGOe)	Tмакс
БДМ-4	3.5-4,5	≥3,0-3,5	≥8-10	3-4	120C / 248F
БДМ-6	5,0-6,0	≥4,0-4,5	≥8-10	5-7	120C / 248F
БДМ-8	5,5-6,5	≥4.5-5,0	≥12-14	5-8,5	150C / 302F
БДМ-10	6,5-7,0	≥5,0-5,5	≥8-10	9-10	150C / 302F
БДМ-12	7,0-8,0	≥5.5-6,0	≥9-11	10–12	80C / 176F
БДМ-Л	7,0-8,0	≥2,0–2,5	≥2,2–3,0	4,5-6,5	80C / 176F

Алюминий Никель Кобальт (AlNiCo) Магниты из AlNiCo

очень стабильны, имеют хорошую коррозионную стойкость и типичную твердость 50 по шкале Роквелла C.AlNiCo представляет собой наиболее универсальный из доступных магнитных материалов. Диапазон свойств может быть точно разработан для конкретных применений путем изменения анализа элементов и термообработки.

Название марки	Br (кг)	HcB (КОЭ)	BHmax (MGOe)	Tмакс
LN9	6.8	≥0,38	1,13	450C / 842F
LN10	6,0	≥0,5	1,2	450C / 842F
СПГ12	7,2	≥0,5	1,55	450C / 842F
СПГ13	7.0	≥0,6	1,6	450C / 842F
СПГ34	12,0	≥0,6	4,3	525C / 977F
СПГ37	12,0	≥0,6	4,65	525C / 977F
СПГ40	12.5	≥0,6	5,0	525C / 977F
СПГ44	12,5	≥0,65	5,5	525C / 977F
СПГ52	13,0	≥0,7	6,5	525C / 977F
ЛНГТ28	10.0	0,72	3,5	550C / 1022F
LNGT36J	7,0	1,75	4,5	550C / 1022F
LNGT32	8,0	1,25	4,0	550C / 1022F
ЛНГТ40	8.0	1,38	5,0	550C / 1022F
LNGT60	9,0	1,38	7,5	550C / 1022F
ЛНГТ72	1,05	1,4	9,0	550C / 1022F

Феррит (керамика)

Керамические магниты, также известные как ферритовые магниты, изготавливаются из смеси оксида железа и карбоната бария / стронция с помощью технологии обработки керамики.Ферриты, как и большинство других керамических изделий, твердые и хрупкие. Что касается магнитных свойств, ферриты часто классифицируются как «мягкие» и «твердые», что относится к их низкой или высокой коэрцитивной силе их магнетизма соответственно.

Название марки	Br (кг)	HcB (КОЭ)	Hci (н.э.)	BHmax (MGOe)	Tмакс
C1	2.3	1,86	3,5	1,05	250C / 482F
C5	3,8	2,4	2,5	3,4	250C / 482F
C7	3,4	3,23	4.0	2,75	250C / 482F
C8	3,85	2,95	3,05	3,5	250C / 482F
C8B	4,2	2,913	2,96	4.12	250C / 482F
C9	3,8	3,516	4,01	3,32	250C / 482F
C10	4,0	3,617	3,51	3,82	250C / 482F
C11	4.3	2,512	2,56	4,32	250C / 482F

Гибкий (резина) Магниты из гибкой резины

изготавливаются путем смешивания порошков ферритовых или неодимовых магнитов и синтетических или натуральных каучуковых связующих.Их изготавливают методом прокатки (каландрирования) или экструзии. Гибкие магниты применяются из-за их преимуществ универсальности, низкой стоимости и простоты использования. Эти магниты обычно производятся в виде полос или листов, которые широко используются в микродвигателях, прокладках, новинках, вывесках и дисплеях.

Название сорта	Br (кг)	HcB (КОЭ)	Hci (н.э.)	BHmax (MGOe)	Tмакс
FRM-5	1.55-1,75	1,25–1,45	1,55–1,75	0,60–0,70	80C / 176F
FRM-6	1,6–1,8	1,3–1,5	1,60–1,80	0,65–0,75	80C / 176F
FRM-8	2.15-2,25	1,6–1,8	1,90–2,10	0,95–1,05	80C / 176F
FRM-11	2,4–2,5	1,65–1,85	1,75–1,95	1,35–1,45	80C / 176F
FRM-12	2.45-2,5	2,0–2,2	2,70–2,90	1,45–1,55	80C / 176F

Помощь с паролем

Введите адрес электронной почты, связанный с вашей учетной записью Amazing Magnets.Вам будет выслан одноразовый временный пароль.

магнитное поле | Определение и факты

Наблюдайте за действием магнитного поля и взаимодействием между магнитными полюсами

Узнайте о магнитных полях и взаимодействиях между магнитными полюсами.

Encyclopædia Britannica, Inc. См. Все видео для этой статьи

магнитное поле , векторное поле в окрестности магнита, электрический ток или изменяющееся электрическое поле, в котором наблюдаются магнитные силы.Магнитные поля, такие как у Земли, заставляют стрелки магнитного компаса и другие постоянные магниты выстраиваться в линию в направлении поля. Магнитные поля заставляют электрически заряженные частицы двигаться по круговой или винтовой траектории. Эта сила, действующая на электрические токи в проводах в магнитном поле, лежит в основе работы электродвигателей. (Для получения дополнительной информации о магнитных полях, см. магнетизм.

Подробнее по этой теме

Магнетизм: основы

Основными для магнетизма являются магнитное поле с и их влияние на материю, как, например, отклонение движущихся зарядов…

Вокруг постоянного магнита или провода, по которому проходит постоянный электрический ток в одном направлении, магнитное поле является стационарным и называется магнитостатическим полем. В любой момент его величина и направление остаются неизменными. Магнитное поле вокруг переменного или постоянного тока постоянно меняет свою величину и направление.

Магнитные поля могут быть представлены непрерывными силовыми линиями или магнитным потоком, которые исходят из магнитных полюсов, направленных на север, и входят в магнитные полюсы, направленные на юг.Плотность линий указывает величину магнитного поля. Например, на полюсах магнита, где сильное магнитное поле, силовые линии сжимаются или становятся более плотными. Дальше, где магнитное поле слабое, они разветвляются, становясь менее плотными. Однородное магнитное поле представлено параллельными прямыми, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга. Направление потока — это направление, в котором указывает северный полюс небольшого магнита. Линии потока непрерывны, образуя замкнутые контуры.Для стержневого магнита они выходят из северного полюса, расходятся веером, входят в магнит на южном полюсе и проходят через магнит к северному полюсу, где снова появляются. Единицей измерения магнитного потока в системе СИ является вебер. Количество веберов — это мера общего количества линий поля, пересекающих данную область.

магниты и связанные с ними силовые линии магнитного поля
Постоянный магнит (такой как стержневой или дисковый магнит) обладает магнитным полем благодаря выравниванию всех магнитных частиц, из которых он состоит.Электромагнит создается током, протекающим через проволочную петлю в центре поля.
© Merriam-Webster Inc.
Магнитные поля могут быть представлены математически величинами, называемыми векторами, которые имеют направление и величину. Два разных вектора используются для представления магнитного поля: один, называемый плотностью магнитного потока или магнитной индукцией, обозначается как B ; другой, называемый напряженностью магнитного поля или напряженностью магнитного поля, обозначается цифрой H .Магнитное поле H можно рассматривать как магнитное поле, создаваемое протеканием тока в проводах, а магнитное поле B — как полное магнитное поле, включая также вклад, вносимый магнитными свойствами материалов в поле. Когда ток течет в проволоке, намотанной на цилиндр из мягкого железа, намагничивающее поле H довольно слабое, но фактическое среднее магнитное поле ( B ) внутри утюга может быть в тысячи раз сильнее, поскольку B значительно усилен выравниванием бесчисленных крошечных естественных атомных магнитов железа в направлении поля. См. Также магнитную проницаемость .
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас
Ответы на вопросы о магнитах | First4magnets.com
Для описания силы магнита используется несколько терминов, в том числе:
Тяга — это сила, необходимая для отрыва магнита от стальной поверхности, обычно указывается в килограммах.
Показание Гаусса (плотность потока) — Если датчик Холла Гауссметра или измерителя потока помещается на полюс магнита, можно снять показание, показывающее количество линий магнетизма в каждом см2 (1 Гаусс = 1 линия магнетизма в 1 см2), также известная как плотность потока.Это показание представляет собой значение «разомкнутой цепи», которое будет существенно ниже, чем значение Br, и будет напрямую связано с материалом и отношением длины к диаметру магнита. Длинные магниты с малым диаметром будут иметь гораздо более высокую плотность потока в разомкнутой цепи, чем короткие магниты с относительно большим диаметром, даже если они изготовлены из того же сорта магнитного материала. Если бы у вас был стержневой магнит размером 5000 Гаусс на полюсах и вы разрезали его пополам, вы не ожидали бы, что два магнита меньшей длины будут иметь одинаковое значение Гаусса в разомкнутой цепи.
Тестирование графика гистерезиса — это тщательный тест, при котором магнит намагничивается и размагничивается в ситуации замкнутой цепи, и получаются значения для Br, Hc и (BH) max. Они относятся к максимальному магнетизму в магниту замкнутой цепи, сопротивлению размагничиванию и общей энергии внутри магнита.
Какие факторы могут снизить производительность магнита?
Все магниты имеют рейтинг «тяги», измеряемый в килограммах, и это относится к тому, сколько силы, действующей перпендикулярно к магниту, требуется, чтобы вытянуть магнит из стальной пластины или равной толщины при прямом контакте заподлицо.
Рейтинг тяги получен при следующих идеальных условиях:
— стальная пластина испытательного стенда достаточно толстая, чтобы поглотить весь магнетизм (обычно толщина 10 мм)
— чистый и идеально ровный
— тянущее усилие медленно и неуклонно увеличивается и абсолютно перпендикулярно поверхности магнита.
В реальных условиях идеальные условия маловероятны, и следующие факторы уменьшат тяговое усилие:
Толщина стали
Если для магнита требуется, чтобы контактная сталь была толщиной 10 мм, чтобы поглотить весь магнетизм и обеспечить максимальное тяговое усилие, то прикрепление магнита к поверхности из листовой стали толщиной 1 мм приведет к потере 90% магнетизма и фактическому притяжению только 10 % от его возможностей.Чтобы проверить, достаточно ли толстая контактная сталь, чтобы поглотить весь магнетизм данного магнита, просто закрепите магнит на месте, а затем предложите небольшую стальную пластину позади контактной стали, непосредственно за магнитом, и если она прилипнет, значит, она удерживается на месте паразитным магнетизмом, который прорывается из недостаточно толстой стали. Если он отпадает, тогда контактная сталь поглощает и проводит весь магнетизм, и увеличение толщины стали не приведет к увеличению «тяги» магнита.
Воздушный зазор
Если контактная сталь ржавая, окрашенная или неровная, то образовавшийся зазор между магнитом и контактной сталью приведет к уменьшению «тяги» со стороны магнита. По мере того, как этот зазор увеличивается, тяговое усилие уменьшается по закону обратных квадратов.
Материал
Во всех испытаниях на растяжение в качестве контактной стали используется низкоуглеродистая сталь. Легированные стали и чугуны имеют пониженную способность проводить магнетизм, и сила притяжения магнита будет меньше.В случае чугуна тяговое усилие снизится на 40%, поскольку чугун гораздо менее проницаем, чем низкоуглеродистая сталь.
Температура
Воздействие на магнит температур, превышающих его максимальную рабочую температуру, приведет к потере производительности, которая не будет восстановлена при охлаждении. Неоднократный нагрев выше максимальной рабочей температуры приведет к значительному снижению производительности.
Относительная сила
Сдвинуть магнит в пять раз легче, чем тянуть его вертикально от поверхности, к которой он притягивается.Это полностью связано с коэффициентом трения, который обычно составляет 0,2 для стали по стальным поверхностям. Магниты с номинальным натяжением 10 кг будут поддерживать только 2 кг, если они используются на вертикальной стальной стене, и нагрузка заставляет магниты скользить по стене.
Как долго прослужит неодимовый магнит?
Неодимовые магниты — это постоянные магниты, и каждые 100 лет они теряют часть своих характеристик, если их поддерживать в оптимальных рабочих условиях.
Есть два фактора, которые могут сократить срок службы магнита.
Тепло
Если температура магнита превышает максимальную рабочую температуру (например, 80 ° C для неодимовых магнитов марки N42), то магнит теряет магнетизм, который не восстанавливается при охлаждении. Самариево-кобальтовые магниты не так прочны, как неодимовые магниты, но они имеют гораздо более высокую рабочую температуру, до 350 градусов по Цельсию.
Коррозия
Если покрытие на магните повреждено и вода может попасть внутрь, магнит будет ржаветь, и это снова приведет к ухудшению магнитных характеристик.И самариево-кобальтовые, и ферритовые магниты устойчивы к коррозии, но не так прочны, как неодимовые магниты.
Создание электромагнита — Задание
(3 Рейтинги)
Быстрый просмотр
Уровень оценки: 4 (3-5)
Требуемое время: 45 минут
Расходные материалы на группу: 2 доллара США.00
Размер группы: 2
Зависимость действий: Нет
Associated Sprinkle: Создание электромагнита! (для неформального обучения)
Тематические области: Физические науки, физика
Ожидаемые характеристики NGSS:

Резюме
Студенческие отряды исследуют свойства электромагнитов.Они создают свои собственные небольшие электромагниты и экспериментируют, пытаясь изменить свою силу, чтобы собрать больше скрепок. Студенты узнают о том, как инженеры используют электромагниты в повседневной жизни. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).
Инженерное соединение
Инженеры конструируют электромагниты, которые являются основной частью двигателей. Электромагнитные двигатели — большая часть повседневной жизни, а также промышленности и фабрик.Мы можем даже не осознавать, что ежедневно взаимодействуем с электромагнитами, поскольку используем самые разные двигатели, чтобы облегчить себе жизнь. Обычные устройства, в которых используются электромагнитные двигатели: холодильники, сушилки для одежды, стиральные машины, посудомоечные машины, пылесосы, швейные машины, мусорные баки, дверные звонки, компьютеры, компьютерные принтеры, часы, вентиляторы, автомобильные стартеры, двигатели стеклоочистителей, электрические зубные щетки, электрические бритвы. , консервные ножи, колонки, музыкальные или магнитофонные проигрыватели и т. д.
Цели обучения
После этого задания учащиеся должны уметь:
Сообщите, что электрический ток создает магнитное поле.
Опишите, как сделан электромагнит.
Изучите способы изменения силы электромагнита.
Перечислите несколько элементов, разработанных инженерами с использованием электромагнитов.
Образовательные стандарты
Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).
Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).
В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .
NGSS: научные стандарты нового поколения — наука
Ожидаемые характеристики NGSS
3-ПС2-3.Задайте вопросы, чтобы определить причинно-следственные связи электрических или магнитных взаимодействий между двумя объектами, не контактирующими друг с другом. (Класс 3)
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Щелкните здесь, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям.
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Пересекающиеся концепции
Задавайте вопросы, которые можно исследовать на основе таких закономерностей, как причинно-следственные связи.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Электрические и магнитные силы между парой объектов не требуют, чтобы объекты соприкасались. Размеры сил в каждой ситуации зависят от свойств объектов и их расстояний друг от друга, а для сил между двумя магнитами — от их ориентации относительно друг друга.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Причинно-следственные связи обычно выявляются, тестируются и используются для объяснения изменений.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Ожидаемые характеристики NGSS
3-ПС2-4. Определите простую конструктивную задачу, которую можно решить, применив научные идеи о магнитах. (Класс 3)
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Щелкните здесь, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям.
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Пересекающиеся концепции
Определите простую проблему, которую можно решить путем разработки нового или улучшенного объекта или инструмента.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Электрические и магнитные силы между парой объектов не требуют, чтобы объекты соприкасались. Размеры сил в каждой ситуации зависят от свойств объектов и их расстояний друг от друга, а для сил между двумя магнитами — от их ориентации относительно друг друга.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Научные открытия о мире природы часто могут привести к новым и усовершенствованным технологиям, которые разрабатываются в процессе инженерного проектирования.
Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!
Общие основные государственные стандарты — математика
Представляйте и интерпретируйте данные. (Оценка 4) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Представляйте реальный мир и математические проблемы, отображая точки в первом квадранте координатной плоскости, и интерпретируйте значения координат точек в контексте ситуации.(Оценка 5) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Графические точки на координатной плоскости для решения реальных и математических задач.(Оценка 5) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология
Студенты разовьют понимание взаимоотношений между технологиями и связей между технологиями и другими областями обучения.(Оценки К — 12) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Материалы обладают множеством разных свойств.(Оценки 3 — 5) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Энергия бывает разных форм.(Оценки 3 — 5) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
ГОСТ Предложите выравнивание, не указанное выше
Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?
Список материалов
Каждой группе необходимо:
гвоздь, 3 дюйма (7.6 см) или длиннее (из цинка, железа или стали, но не из алюминия)
Изолированный медный провод 2 фута (0,6 м) (не менее AWG 22 или выше)
Аккумулятор типа D
несколько металлических скрепок, кнопок или булавок
широкая резинка
Сборка электромагнита Рабочий лист
Для каждой станции электромагнитного поля:
картонная трубка для туалетной бумаги
Изолированный медный провод (не менее AWG 22 или выше), несколько футов (1 м)
картон (~ 5 x 5 дюймов или 13 x 13 см)
прищепки или зажимы (по желанию)
малярная лента
резинка
2-3 батареи типа D
Аккумулятор 9 В (вольт)
несколько металлических скрепок, кнопок и / или булавок
запасные батареи, при наличии: 6 В, 12 В, фонари
(опционально) изолента
2 малых компаса для ориентирования
На долю всего класса:
кусачки
приспособления для зачистки проводов
Рабочие листы и приложения
Посетите [www.teachengineering.org/activities/view/cub_mag_lesson2_activity1] для печати или загрузки.
Больше подобной учебной программы
Две стороны одной силы
Студенты узнают больше о магнетизме и о том, как магнетизм и электричество связаны в электромагнитах. Они изучают основы работы простых электродвигателей и электромагнитов. Студенты также узнают о гибридных бензиново-электрических автомобилях и их преимуществах перед обычным бензиновым двигателем…
Электрические и магнитные личности мистера Максвелла
Студенты кратко знакомятся с уравнениями Максвелла и их значением для явлений, связанных с электричеством и магнетизмом. Рассмотрены и усилены основные понятия, такие как ток, электричество и силовые линии.Благодаря множеству тем и заданий учащиеся видят, как электричество и магн …
Смена полей
Учащиеся индуцируют ЭДС в катушке с проволокой с помощью магнитных полей. Студенты рассматривают кросс-произведение относительно магнитной силы и вводят магнитный поток, закон индукции Фарадея, закон Ленца, вихревые токи, ЭДС движения и индуцированную ЭДС.
Магнитная личность
Студенты изучают свойства магнитов и то, как инженеры используют магниты в технике. В частности, студенты узнают о хранении на магнитной памяти, которое представляет собой чтение и запись информации данных с помощью магнитов, например, на жестких дисках компьютеров, zip-дисках и флэш-накопителях.
Предварительные знания
Некоторое знание магнитных сил (полюсов, сил притяжения). Для получения информации об электромагнитах см. Модуль «Магнетизм», Урок 2: Две стороны одной силы .
Введение / Мотивация
Сегодня мы поговорим об электромагнитах и создадим собственные электромагниты! Во-первых, может ли кто-нибудь сказать мне, что такое электромагнит? (Слушайте идеи студентов.Название электромагнита помогает нам понять, что это такое. (Напишите слово «электромагнит» на классной доске, чтобы учащиеся увидели его.) Давайте разберемся с ним. Первая часть слова, electro , звучит как электричество. Вторая часть слова, магнит , звучит так — магнит! Итак, электромагнит — это магнит, который создается электричеством.
Сегодня действительно важно помнить, что электричество может создавать магнитное поле . Это может показаться странным, потому что мы привыкли к магнитным полям, исходящим только от магнитов, но это действительно правда! Провод, по которому проходит электрический ток , создает магнитное поле. Фактически, простейший электромагнит представляет собой одиночный свернутый в спираль провод, по которому проходит электрический ток. Магнитное поле, создаваемое катушкой с проволокой, похоже на обычный стержневой магнит. Если мы поместим железный (или никелевый, кобальтовый и т. Д.) Стержень (возможно, гвоздь) через центр катушки (см. Рисунок 1), стержень станет магнитом, создавая магнитное поле.Где взять электричество для электромагнита? Что ж, мы можем получить это электричество несколькими способами, например, от батареи , или сетевой розетки.
Мы можем усилить это магнитное поле, увеличив количество электрического тока, проходящего через провод, или мы можем увеличить количество витков проводов в катушке электромагнита. Как вы думаете, что произойдет, если мы сделаем и то, и другое? Верно! Наш магнит будет еще сильнее!
Инженеры используют электромагниты при проектировании и производстве двигателей .Двигатели используются вокруг нас каждый день, поэтому мы постоянно взаимодействуем с электромагнитами, даже не осознавая этого! Вы можете вспомнить какие-нибудь двигатели, которые вы использовали? (Возможные ответы: стиральная машина, посудомоечная машина, консервный нож, вывоз мусора, швейная машина, компьютерный принтер, пылесос, электрическая зубная щетка, проигрыватель компакт-дисков [CD], проигрыватель цифровых видеодисков [DVD], видеомагнитофон, компьютер, электрическая бритва. , электрическая игрушка [радиоуправляемые машины, движущиеся куклы] и т. д.)
Процедура
Перед мероприятием
Соберите материалы и сделайте копии рабочего листа по созданию электромагнита.
Установите достаточно станций электромагнитного поля для размещения команд по два студента в каждой.
В качестве альтернативы, проведите обе части задания в виде демонстрации класса под руководством учителя.
Рис. 2. Установка для станции электромагнитного поля. Авторское право
Copyright © 2006 Минди Зарске, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере
Подготовка к работе со станциями электромагнитного поля: Оберните проволоку вокруг картонной трубки от туалетной бумаги 12-15 раз, чтобы получилась проволочная петля.Оставьте два длинных конца проволоки свисающими с катушки. Проделайте четыре дырочки в картоне. Проденьте концы проводов через картонные отверстия так, чтобы трубка и катушка картона были прикреплены к картону (см. Рисунок 2). Используйте прищепки, зажимы или скотч, чтобы прикрепить картон к столу или письменному столу. Используя малярную ленту или резинку, подсоедините один конец провода катушки к любой батарее, оставив другой конец провода неподключенным к батарее. Прикрепите к станции булавки, скрепки или кнопки. Также установите любые другие доступные запасные батареи (6 В, 12 В и т. Д.).) и два маленьких компаса для ориентирования на этой станции.
Подготовьтесь к созданию электромагнита: для этой части задания либо установите материалы на станции, либо раздайте их парам учеников, чтобы они поработали за их партами.
Отложите несколько дополнительных батарей, чтобы студенты могли проверить свои собственные электромагниты. Сюда могут входить 9-вольтовые батареи. Вы можете установить батарею 3 В, подключив 2 D-элемента последовательно, или батарею 4,5 В, подключив 3 D-элемента последовательно.
Отрежьте по одному куску проволоки длиной 2 фута (0,6 м) для каждой команды. С помощью приспособлений для зачистки проводов удалите примерно ½ дюйма (1,3 см) изоляции с обоих концов каждого куска провода.
Со студентами: Станции электромагнитного поля
Разделите класс на пары учеников. Раздайте по одному листу на команду.
При работе с настройкой перед занятием (см. Рисунок 2), в которой один конец спирального провода прикреплен к одному концу батареи, попросите учащихся соединить другой конец провода с другим концом батареи с помощью ленты или резинка.
Чтобы определить местонахождение магнитного поля электромагнита, попросите учащихся переместить компас по кругу вокруг электромагнита, обращая внимание на направление, которое указывает компас (см. Рисунок 3). Посоветуйте учащимся нарисовать батарею, катушку и магнитное поле на своих рабочих листах. Используйте стрелки, чтобы показать магнитное поле. Пометьте положительный и отрицательный полюса батареи и полюса магнитного поля. Что произойдет, если вы повесите скрепку на другую скрепку рядом с катушкой (см. Рисунок 3)? (Ответ: свисающая скрепка движется, меняет направление и / или качается.)
Рис. 3. Эксперименты с магнитным полем электромагнита. Авторское право
Copyright © 2006 Минди Зарске, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере
Затем поменяйте местами подключение электромагнита, поменяв оба конца провода на противоположные концы аккумулятора. (Когда направление тока в катушке или в электромагните меняется на противоположное, магнитные полюса меняются местами — северный полюс становится южным полюсом, а южный полюс становится северным полюсом.) Используйте компас, чтобы проверить направление магнитного поля. Сделайте второй рисунок. Снова повесьте скрепку возле катушки. Что происходит? (Ответ: опять же, свисающая скрепка движется, меняет направление и / или качается.)
Отсоедините хотя бы один конец провода от аккумулятора для экономии заряда аккумулятора.
Если позволяет время, используйте другие батарейки и наблюдайте за любыми изменениями. Более высокое напряжение означает больший ток, а чем больше ток, тем сильнее электромагнит.
Со студентами: создание электромагнита
Убедитесь, что у каждой пары учащихся есть следующие материалы: 1 гвоздь, 2 фута (0,6 м) изолированного провода, 1 батарейка типа D, несколько канцелярских скрепок (или кнопок или булавок) и резинка.
Оберните проволоку вокруг гвоздя не менее 20 раз (см. Рисунок 4). Убедитесь, что ученики плотно накручивают ногти, не оставляя зазоров между проволоками и не перекрывая накладки.
Дайте ученикам несколько минут, чтобы посмотреть, смогут ли они самостоятельно создать электромагнит, прежде чем давать им остальные инструкции.
Чтобы продолжить изготовление электромагнита, подсоедините концы спирального провода к каждому концу батареи, используя резиновую ленту, чтобы удерживать провода на месте (см. Рисунок 4).
Рис. 4. Установка для изготовления электромагнита с использованием батареи, провода и гвоздя. Авторское право
Copyright © 2006 Минди Зарске, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере
Проверьте силу электромагнита, посмотрев, сколько скрепок он может поднять.
Запишите количество скрепок на листе.
Отсоедините провод от аккумулятора после проверки электромагнита. Может ли электромагнит подхватить скрепки при отключенном токе? (Ответ: нет)
Проверьте, как изменение конструкции электромагнита влияет на его прочность. Две переменные, которые необходимо изменить, — это количество витков вокруг гвоздя и ток в витой проволоке, используя другой размер или количество батарей. Для экономии заряда аккумулятора не забывайте отключать провод от аккумулятора после каждого теста.
Заполните рабочий лист; составить список способов использования электромагнитов инженерами.
В заключение проведите обсуждение в классе. Сравните результаты команд. Задайте студентам вопросы для обсуждения инженерных вопросов после оценивания, представленные в разделе «Оценка».
Словарь / Определения
Батарея: элемент, несущий заряд, способный питать электрический ток.
ток: поток электронов.
Электромагнит: магнит, сделанный из изолированного провода, намотанного на железный сердечник (или любой магнитный материал, такой как железо, сталь, никель, кобальт), через который проходит электрический ток для создания магнетизма. Электрический ток намагничивает материал сердечника.
электромагнетизм: магнетизм, созданный электрическим током.
инженер: человек, который применяет свое понимание науки и математики для создания вещей на благо человечества и нашей планеты.Это включает в себя проектирование, производство и эксплуатацию эффективных и экономичных конструкций, машин, продуктов, процессов и систем.
магнит: объект, создающий магнитное поле.
магнитное поле: пространство вокруг магнита, в котором присутствует магнитная сила магнита.
двигатель: электрическое устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую.
постоянный магнит: объект, который сам генерирует магнитное поле (без помощи тока).
соленоид: катушка с проводом.
Оценка
Оценка перед началом деятельности
Предсказание : попросите учащихся предсказать, что произойдет, когда проволока намотана на гвоздь и добавлено электричество. Запишите их прогнозы на классной доске.
Мозговой штурм : В небольших группах предложите учащимся участвовать в открытом обсуждении. Напомните им, что никакая идея или предложение не «глупо».«Все идеи следует с уважением выслушать. Спросите студентов: что такое электромагнит?
Оценка деятельности
Рабочий лист : В начале упражнения раздайте Рабочий лист «Создание электромагнита». Попросите учащихся сделать рисунки, записать измерения и следить за действиями на своих рабочих листах. После того, как учащиеся завершат работу с листом, предложите им сравнить ответы со сверстниками или другой парой, давая всем учащимся время на то, чтобы закончить. Просмотрите их ответы, чтобы оценить их уровень владения предметом.
Гипотеза : Пока ученики делают свой электромагнит, спросите каждую группу, что произойдет, если они изменят размер своей батареи. Как насчет большего количества витков проволоки вокруг гвоздя? (Ответ: Электромагнит можно сделать сильнее двумя способами: увеличив количество электрического тока, проходящего через провод, или увеличив количество витков проволоки в катушке электромагнита.)
Оценка после деятельности
Технические вопросы для обсуждения : запрашивайте, объединяйте и обобщайте ответы студентов.
Как инженер может модифицировать электромагнит, чтобы изменить силу его магнитного поля? Какие модификации могут быть самыми простыми или дешевыми? (Возможные ответы: увеличение количества катушек, используемых в соленоиде [электромагните], вероятно, является наименее дорогим и простым способом увеличить силу электромагнита. Или инженер может увеличить ток в электромагните. Или инженер может использовать металлический сердечник, который легче намагничивается.)
Как инженеры могут использовать электромагниты для разделения перерабатываемых материалов? (Ответ: Некоторые металлы в куче для утилизации или переработки притягиваются к магниту и могут быть легко отделены.Цветные металлы должны пройти двухэтапный процесс, в котором к металлу прикладывают напряжение, чтобы временно вызвать в нем ток, который временно намагничивает металл, так что он притягивается к электромагниту для отделения от неметаллов.)
Каким образом инженеры могут использовать электромагниты? (Возможные ответы: инженеры используют электромагниты в конструкции двигателей. Примеры см. В возможных ответах на следующий вопрос.)
Как электромагниты используются в повседневной жизни? (Возможные ответы: двигатели используются вокруг нас каждый день, например, холодильник, стиральная машина, посудомоечная машина, консервный нож, мусоропровод, швейная машина, компьютерный принтер, пылесос, электрическая зубная щетка, проигрыватель компакт-дисков [CD], цифровой видеодиск. [DVD]-плеер, кассетный видеомагнитофон, компьютер, электробритва, электрическая игрушка [радиоуправляемые машины, движущиеся куклы] и т. Д.)
Построение графиков : Представьте классу следующие задачи и попросите студентов построить график своих результатов (или результатов всего класса). Обсудите, какие переменные привели к большему изменению силы электромагнита.
Создайте график, показывающий, как изменилась сила электромагнита, когда вы изменили количество витков проволоки в вашем электромагните.
Создайте график, показывающий, как сила вашего электромагнита изменялась при изменении тока (при изменении размера батареи).
Вопросы безопасности
Электромагнит может сильно нагреваться, особенно на клеммах, поэтому попросите учащихся отключать батареи через частые промежутки времени.
Советы по поиску и устранению неисправностей
Высокая плотность покрытия ногтей важна для создания магнитного поля. Если обернутые гвозди не действуют как магниты, проверьте обертки катушек учащихся, чтобы убедиться, что они не перекрещиваются, и что обертки плотно затянуты.Кроме того, используйте тонкую проволоку, чтобы обеспечить большее количество витков по длине гвоздя.
Железные гвозди работают лучше, чем болты, поскольку резьба болта не позволяет гладко наматывать медную проволоку, что может нарушить магнитное поле.
Избегайте использования неполностью заряженных аккумуляторов. Частично разряженные батареи не вызывают сильной и заметной магнитной реакции.
Если электромагниты становятся слишком горячими, попросите учащихся обращаться с ними в резиновых кухонных перчатках.
Расширения деятельности
Другой способ изменить ток в электромагните — использовать провода разного калибра (толщины) или из разных материалов (например: медь vs.алюминий). Попросите учащихся протестировать разные типы проводов, чтобы увидеть, как это влияет на силу электромагнита. В качестве контроля сохраняйте постоянным количество катушек и величину тока (батареи) для всех испытаний проводов. Затем, основываясь на результатах их отдыха, попросите учащихся предположить сопротивление различных проводов.
Масштабирование активности
Для младших классов попросите учащихся следовать демонстрации под руководством учителя по созданию простого электромагнита.Обсудите основное определение электромагнита и то, как электромагниты используются в повседневных приложениях.
Для старших классов попросите учащихся изучить способы изменения силы их электромагнитов, не давая им никаких подсказок или подсказок. Попросите учащихся изобразить данные своего рабочего листа в зависимости от количества катушек и / или размера батареи в их электромагните.
Авторские права
© 2004 Регенты Университета Колорадо
Авторы
Ксочитл Замора Томпсон; Джо Фридрихсен; Эбигейл Уотрус; Малинда Шефер Зарске; Дениз В.Карлсон
Программа поддержки
Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере
Благодарности
Содержание этой учебной программы по цифровой библиотеке было разработано за счет грантов Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), Министерства образования США и Национального научного фонда (грант GK-12 № 0338326). Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.
Последнее изменение: 15 июня 2021 г.
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Управляемое высвобождение полезной нагрузки с помощью разрушения нервных стволовых клеток, запускаемого магнитным полем, для лечения злокачественной глиомы
Abstract
Стволовые клетки в последнее время привлекают внимание как переносчики лекарств и частиц к участкам опухолей из-за их естественной способности отслеживать интересующие участки. В частности, нервные стволовые клетки (НСК) продемонстрировали себя как многообещающий кандидат для лечения злокачественной глиомы, первичной опухоли головного мозга, которая не излечивается современными методами лечения и неизбежно приводит к летальному исходу.В этой статье мы демонстрируем, что НСК способны усваивать магнитные диски (SD) размером 2 мкм, не влияя на здоровье клеток. Затем SD может быть удаленно запущен в приложенном вращающемся магнитном поле 1 Тл для доставки полезной нагрузки. Кроме того, мы используем эту систему доставки NSC-SD для доставки самих SD в качестве терапевтического агента для механического разрушения клеток глиомы. НСК инкубировали с SD в течение ночи перед обработкой вращающимся магнитным полем 1T для запуска высвобождения SD. Потенциальные эффекты замедленного высвобождения магнитных частиц были протестированы с помощью тестов миграции, конфокальной микроскопии и иммуногистохимии на апоптоз.После того, как магнитное поле инициировало высвобождение SD, добавляли клетки глиомы и позволяли им интернализовать частицы. После интернализации вводили другую дозу обработки магнитным полем, чтобы вызвать механически индуцированную апоптотическую гибель клеток глиомы вращающимся SD. Мы можем определить, что лечение NSC-SD и магнитным полем может привести к гибели более 50% клеток глиомы при нагрузке 50 SD / клетка, что делает это многообещающим терапевтическим средством для лечения глиомы.
Образец цитирования: Muroski ME, Morshed RA, Cheng Y, Vemulkar T., Mansell R, Han Y, et al.(2016) Контролируемое высвобождение полезной нагрузки с помощью разрушения нервных стволовых клеток, запускаемого магнитным полем, для лечения злокачественной глиомы. PLoS ONE 11 (1): e0145129. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0145129
Редактор: Марта М. Алонсо, Университетская больница Наварры, ИСПАНИЯ
Поступила: 28 августа 2015 г .; Принята к печати: 27 ноября 2015 г .; Опубликован: 6 января 2016 г.
Авторские права: © 2016 Muroski et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника
Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в пределах бумага.
Финансирование: Эта работа была поддержана Национальным институтом здравоохранения R01NS077388, U01NS069997, http://www.nih.gov/.
Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что конкурирующих интересов не существует.
Введение
Носители стволовых клеток, включая нервные и мезенхимальные стволовые клетки (НСК и МСК, соответственно), являются многообещающими носителями адресной доставки из-за присущего им миграционного поведения опухоли. Их способность улучшать внутриопухолевое распределение нескольких видов лечения рака была продемонстрирована для терапевтических грузов [1], таких как терапевтические белки [2–4], ферменты, активирующие пролекарства [5, 6], онколитические вирусы [7, 8] и терапевтические наночастицы. . [9–11]
Доставка лекарств с использованием микро- и наночастиц представляет особый интерес, учитывая потенциальную терапевтическую гибкость этих частиц, включая состав материала, геометрическую структуру и присоединяемые молекулы лиганда.Партнерство между носителями стволовых клеток и наночастицами было применено к нескольким различным типам рака in vivo , включая злокачественную глиому [9, 12, 13], гепатоцеллюлярную карциному [14], рак груди [15] и аденокарциному легких [16]. Первым примером этого партнерства было использование магнитных наночастиц оксида железа для маркировки стволовых клеток для отслеживания с помощью магнитно-резонансной томографии. [17, 18] В последнее время и NSC, и MSC увеличили распределение частиц в терапевтических целях.[19] В случае доставки лекарств липидные нанокапсулы, полимерные наночастицы, наночастицы золота и наночастицы мезопористого кремнезема, конъюгированные с химиотерапевтическими агентами (например, доксорубицином и кумарином-6), загружаются внутриклеточно или на поверхность носителей стволовых клеток, что позволяет для доставки этих агентов к удаленным участкам опухоли. [9–11] Доставка НСК, несущих нагруженные доксорубицином мезопористые наночастицы кремнезема, продемонстрировала значительное улучшение выживаемости в доклинической модели in vivo ортотопической глиобластомы, в которой стволовые клетки вводили в полушарие головного мозга контралатерально по отношению к месту опухоли.[9] НСК также использовались для улучшения фототермической терапии, опосредованной золотыми наностержнями, в модели подкожной опухоли тройного отрицательного рака молочной железы, что приводило к снижению рецидивов опухоли.
Однако многие препятствия по-прежнему ограничивают эффективность этих базирующихся на сотовых операторах платформ. Одним из ограничений доставки стволовыми клетками наночастиц, конъюгированных с лекарственным средством, является потенциальная неэффективность высвобождения лекарственного средства. Хотя стволовые клетки могут в некоторой степени выделять нагруженные лекарством наночастицы по мере того, как они претерпевают клеточную гибель, определенное количество этого терапевтического груза может «потребляться» самими носителями либо путем метаболизма активных молекул лекарственного средства, либо путем связывания наночастиц с клетками. компоненты, препятствующие высвобождению.Еще одним ограничением такого метода является невозможность удаленно запустить отсроченное высвобождение терапевтического груза. Хотя фототермическая терапия в ответ на внешний лазер ближнего инфракрасного диапазона может преодолеть это препятствие в моделях подкожных опухолей, этот метод может быть трудным для недоступных злокачественных глиом.
Одним из методов разрушения клеток, который может преодолеть эти препятствия, является механическое разрушение клеточной мембраны с помощью магнитных наночастиц, контролируемых приложением магнитного поля (MF).[20] В ряде отчетов продемонстрирован этот подход к разрушению раковых клеток. [20–22] Например, спин-вихревые магнитные нанодиски ранее использовались для разрушения мембран клеток глиомы in vitro при воздействии низкочастотные переменные МП, в конечном итоге вызывающие гибель до 90% клеток. [20] Было обнаружено, что наночастицы оксида железа, нацеленные на рецептор эпидермального фактора роста (EGFR), при локализации в клеточной лизосоме, вызывают лизосомную проницаемость, продукцию активных форм кислорода и гибель раковых клеток при воздействии чередующихся MF.[22] Хотя такие результаты демонстрируют новые способы эффективного уничтожения раковых клеток, эти частицы по-прежнему сталкиваются с препятствием в достижении адекватного распределения в ложе опухоли после местной инъекции. В контексте доставки наночастиц, опосредованной клеточным носителем, мы предположили, что НСК, нагруженные частицами, и механизм механического разрушения, вызванный полем, могут позволить улучшить распределение этих терапевтических магнитных наночастиц, поскольку НСК способны высвобождать терапевтические частицы в соседние раковые клетки.
В этой статье мы демонстрируем, что частицы вращающегося диска (SD) могут быть интернализованы в NSC, не влияя на их способность к миграции. Контролируемый MF успешно запускает высвобождение частиц SD, что затем позволяет частицам интернализоваться клетками глиомы. Иммортализованная линия НСК человека HB1.F3.CD проявляет патотропизм для мозга и, таким образом, хорошо подходит в качестве системы доставки для направленной доставки терапевтических агентов к глиоме. Эта новая платформа доставки имеет явное преимущество перед существующими терапевтическими системами, поскольку частицы не имеют функциональных поверхностных лигандов и, следовательно, не подвержены влиянию белков, которые могут электростатически связываться с поверхностью.Вместо этого терапевтический эффект частицы зависит от внешнего контролируемого магнитного поля. Кроме того, ранее мы продемонстрировали, что в отсутствие МЖ подобные частицы оказывают минимальное влияние на здоровые клетки. [20]
Материалы и методы
Клеточная культура
Линия клеток глиомы человека
U87 была приобретена из Американской коллекции типовых культур (Манассас, Вирджиния, США). Линия НСК человека HB1.F3.CD произошла из мозга плода человека и была модифицирована для постоянной экспрессии v- myc и цитозиндезаминазы (CD).[5] Клетки культивировали при 37 ° C с 5% CO ₂ и поддерживали в среде Игла, модифицированной Дульбекко (DMEM) (Mediatech Inc., Манассас, Вирджиния, США), содержащей 2% пенициллина и стрептомициновый антибиотик (Cellgro , Manassas, VA, USA) и 10% фетальной телячьей сыворотки (FBS) (Atlanta Biologicals, Lawrenceville, GA, USA). Зеленый флуоресцентный белок (GFP) и люцифераза светлячка (Luc), экспрессирующие линии клеток HB1.F3.CD и U87, были получены согласно литературным данным. [8] Чтобы определить поглощение SD, изображения SD, интернализованные через 24 часа, были проанализированы с помощью Image J.Вкратце, клетки промывают перед визуализацией, чтобы убедиться, что подсчитанные частицы являются частицами, которые интернализованы в клетках, для анализа было использовано более 500 клеток. Клетки были индивидуально подсчитаны в трех экземплярах, и частицы были проанализированы с помощью бинарного анализа для измерения конкретной площади, поскольку частицы имеют отрицательный контраст на изображениях, вычисленная площадь затем делится на количество клеток на изображении.
Изготовление антипараллельных магнитных частиц
SD-частицы состоят из пар 0.Магнитные слои CoFeB толщиной 9 нм, которые антиферромагнитно связаны посредством взаимодействий Рудермана-Киттеля-Касуя-Йосида (RKKY) через разделительный слой Pt (0,4 нм) / Ru (0,9 нм) / Pt (0,4 нм). Каждую пару магнитных слоев выращивают на буфере Ta (2 нм) / Pt (2 нм) с крышкой из Pt 2 нм. Это повторяется 12 раз. Повторяющиеся слои покрыты сверху и снизу 5 нм Au, как показано на рис. 1. [23] Суммарный стек составляет: Au (5 нм) / [Ta (2 нм) / Pt (2 нм) / CoFeB (0,9 нм). ) / Pt (0,4 нм) / Ru (0,9 нм) / Pt (0.4 нм) / CoFeB (0,9 нм) / Pt (2 нм)] ₁₂ / Au (5 нм). Эта многослойная магнитная стопка выращена с использованием магнетронного распыления постоянного тока на столбах фоторезиста MA-N 1410 с литографическим рисунком. Затем столбики фоторезиста растворяют в ацетоне, высвобождая частицы шириной 2 микрона в раствор. Затем частицы промывают 3 раза ацетоном и переносят в воду с тремя последующими промывками водой. У них есть легкая магнитная ось, которая расположена перпендикулярно плоскости частицы.В нулевом поле антиферромагнитная связь внутри каждой пары заставляет слои указывать в противоположных направлениях, следовательно, частицы не имеют суммарного магнитного момента. Приложение поля вдоль легкой оси более ~ 1.5–2 кЭ приводит к насыщению намагниченности. Частицы имеют поле анизотропии (поле, необходимое для насыщения магнитного момента в плоскости частицы) 7,5 кЭ. Под действием вращающегося МП, достаточно сильного, чтобы насытить их вдоль их легкой оси, частицы SD пытаются вращаться, чтобы удерживать свою намагниченность выровненной как с полем, так и с их легкой осью.В процессе они прикладывают к окружающей среде крутящий момент, который может механически повредить клетки. Это многообещающая платформа для контролируемого высвобождения лекарственного средства MF.
Рис. 1. Схема частиц SD.
Размер частиц 2 мкм x 2 мкм с общей толщиной 60 нм. Схема магнитного блока показана вверху. Этот блок повторяется 12 раз. Кроме того, частицы покрыты слоем Au. Частицы попадают в ячейку и не вызывают гибели, пока частицы не подвергаются воздействию МП.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0145129.g001
Сканирующая электронная микроскопия
После третьего ополаскивания в ацетоне несколько капель суспензии ацетон-MPs были нанесены на кремниевый чип, и ацетон высох. Затем силиконовый чип слегка промывали ацетоном и изопропиловым спиртом и сушили в потоке азота. Затем нанесенные на чип МП отображали при напряжении луча 5 кВ в сканирующем электронном микроскопе Philips XL-30.
Просвечивающая электронная микроскопия
2,5 × 10 ⁶ клеток HB1.F3.CD помещали в планшет Т-75 на 24 часа. После того, как клеткам давали возможность прилипнуть в течение 24 часов, в лунку добавляли 1,25 × 10 ⁸ SD и инкубировали с клетками в течение 24 часов. Затем клетки промывали 3 раза в PBS и фиксировали 2% глутаральдегидом и 4% параформальдегидом в 0,1 М буфере какодилата натрия в течение 2 часов. Осадок клеток затем промывали 3 раза буфером какодилата натрия и затем фиксировали 1% тетроксидом осмия в растворе 0.1 М буфер какодилат натрия в течение 1 часа. Затем клетки промывали буфером какодилата натрия и буфером малеата соответственно. 1% уранилацетат в малеатном буфере наносили на клетки на 1 час, а затем промывали 3 раза малеатным буфером. Затем клетки дегидратировали, получали серию промывок с повышенной концентрацией этанола и вводили в смесь 2: 1 оксид пропилена: смола spurr, 1: 1 оксид пропилена: смола spurr и 100% смола spurr, и образец полимеризовали в течение ночи. при 60 ° С.Блок смолы разрезали с помощью микротома Reichert-Jung Ultracut E на серийные срезы толщиной 90 нм и окрашивали уранилацетатом и цитратом свинца. Изображения были получены при напряжении ниже 300 кВ с использованием микроскопа FEI Tecnai F30.
Испытательная станция с вращающимся магнитом
В станции с вращающимся магнитным полем использовался магнит NdFeB Halbach Array (Bunting Magnetics Europe Ltd., Хартфордшир, Великобритания), который создает однородное магнитное поле 1 тесла диаметрально поперек центрального воздушного зазора. Магнит был установлен на двигателе для управления его вращением, а голова мышей помещалась внутри центрального воздушного зазора.Испытательная станция использовалась как для экспериментов in vitro, так и in vivo.
Оценка токсичности SD-частиц по отношению к клеткам HB1.F3.CD
клеток HB1.F3.CD высевали в 8-луночные планшеты из полистирола (5000 клеток / лунку) и инкубировали с частицами при соотношении 10, 20, 50 частиц на клетку. Через 24 часа после инкубации клетки обрабатывали при вращающемся MF (1 тесла, 20 Гц) в течение 30 минут. Жизнеспособность клеток измеряли с помощью колориметрического анализа МТТ через 24 часа после обработки. 10 мкл реагента для метки МТТ 3- [4,5-диметилтиазол-2-ил] -2,5-дифенилтетразолийбромида (Roche Applied Sciences, Индианаполис, США) добавляли в лунки и инкубировали в течение 4 часов.100 мкл 10% раствора солюбилизации SDS добавляли в лунки для растворения пурпурных кристаллов соли формазана. Планшеты считывали на считывающем устройстве для микропланшетов GeneMate. Для каждого условия были включены четыре повтора. Изображения оптической микроскопии клеток HB1.F3.CD, загруженных частицами, были получены до и после обработки с использованием микроскопа Nikon Eclipse TS-100.
Анализ миграции HB1.F3.CD
1.5×10 ⁴ Клетки HB1.F3.CD высевали в левую и правую камеры двухкамерной культуральной вставки (Ibidi, США).Клетки HB1.F3.CD не подвергали модификации в качестве контроля или дополнительно инкубировали с частицами SD при соотношении частиц / клеток 50. После 24 ч инкубации клетки промывали 3 раза 10% FBS DMEM. 2-камерный культуральный вкладыш был удален, чтобы оставить зазор ~ 500 мкм между двумя линиями клеток. Миграцию клеток контролировали в течение 24 часов. Вкратце, клетки измеряли по перемещению клеток в исходном пустом прямоугольнике, эксперимент повторяли в трех экземплярах. Изображения были получены с помощью микроскопа Nikon Eclipse TS-100.
Уничтожение клеток глиомы с помощью загруженных SD клеток HB1.F3.CD под MF
Для исследований загрузки и высвобождения SD клетки HB1.F3.CD высевали в 96-луночные планшеты с плотностью 10 ⁴ клеток на лунку и инкубировали с SD в течение 24 часов (50 SD / ячейка). Затем клетки HB1.F3.CD промывали 3 раза в 10% FBS DMEM, подвергали обработке MF и проверяли на жизнеспособность и здоровье через 24 часа. Ожидается, что количество экзоцитозируемых SD будет минимальным в течение нескольких дней, поскольку более крупные частицы экзоцитозируют медленнее по сравнению с более мелкими частицами.[24, 25]
Для экспериментов по совместному культивированию клетки HB1.F3.CD высевали в 96-луночные планшеты с плотностью 10 ⁴ клеток на лунку и инкубировали с SD в течение 24 часов (50 SD / клетка). Затем клетки промывали 3 раза в 10% FBS DMEM и подвергали обработке MF. Обработка МП состоит из приложения поля 1Т, вращающегося с частотой 20 Гц, в течение 30 мин. После обработки дополнительно инкубировали с зеленым флуоресцентным белком (GFP) и люциферазой светлячка (Luc), экспрессирующими клетки U87-GFP-Luc в соотношении 0,5: 1, 1: 1, 1: 5 (U87-GFP-Luc: HB1.F3.CD). Совместно культивируемые клетки получали ежедневную обработку MF в течение 3 дней (30 мин / день). Цитотоксичность нагруженных SD клеток HB1.F3.CD по отношению к клеткам U87-GFP-Luc контролировали с помощью флуоресцентной визуализации. Через 96 часов после совместного культивирования жизнеспособность клеток U87 определяли количественно с помощью набора для анализа люциферазы (Promega Corp, Мэдисон, Висконсин) в соответствии с протоколом производителя. Вкратце, клетки лизировали пассивным буфером для лизиса и оттаивали замораживанием, инкубируя при -80 ° C в течение 1 часа, и оттаивали при комнатной температуре. 5 мкл клеточного лизата из каждой лунки добавляли к 50 мкл субстрата для анализа люциферазы, и биолюминесценцию регистрировали люминометром GloMax 20/20 (Promega Corp, Мэдисон, Висконсин).4 повтора были включены для каждого условия и повторены дважды.
Конфокальная микроскопия
2 × 10 ⁴ Клетки HB1.F3.CD или клетки U87 высевали поверх покровных стекол микроскопа. К клеткам добавляли SD-частицы (10 ⁶ SD / мл). После 24 часов инкубации клетки промывали 3 раза 10% FBS DMEM. Для оценки проницаемости клетки инкубировали с 7-AAD (Biolegend, США) в среде DMEM, а затем обрабатывали MF. Изображения были получены с помощью лазерного сканирующего конфокального микроскопа сверхвысокого разрешения Leica SP5 II STED-CW.Для изучения высвобождения SD 2 × 10 ⁴ загруженных SD клеток HB1.F3.CD культивировали совместно с U87-GFP-Luc на покровных стеклах микроскопа и обрабатывали в MF в течение 30 мин. Конфокальные изображения были получены через 24 часа после обработки для идентификации SD-частиц в клетках глиомы.
Результаты и обсуждение
NSC способны эффективно усваивать SD-частицы и чувствительны к триггеру MF для их высвобождения.
Чтобы исследовать потенциальное применение SD для лечения рака, мы разработали комбинированную систему с использованием NSC, загруженных магнитными частицами (SD-NSC), для контролируемой доставки и целенаправленного лечения глиомы.Схема загрузки SD представлена на рис. 1. НСК HB1.F3.CD исследовательской степени (используются для создания банка НСК уровня GMP, используемого в клинических испытаниях для пациентов с рецидивирующими глиомами высокой степени злокачественности (идентификатор ClinicalTrials.gov: NCT02015819). Частицы были охарактеризованы с использованием SEM только SD и TEM SD внутри клеток (S1 фиг.). Для определения загрузки частиц и токсичности в клетках NSC мы дозировали клетки 10 SD / ячейку, 20 SD / ячейку или 50 SD / ячейку и подвергали их воздействию вращающегося триггера MF.Как показано на рис. 2A, МТТ-анализ клеток, инкубированных в течение 24 часов, показал, что SD могут загружаться в NCS и приводить к коэффициентам выживаемости 80% и 75% при 10 SD / ячейку и 20 SD / ячейку без триггера MF. . НСК, нагруженные 50 SD / клетку, показали выживаемость 58% без триггера MF и только 25% после воздействия MF (30 мин, 1 Тесла). С помощью МТТ-анализа мы смогли определить, что 50 SD / клетка приводили к наибольшей гибели клеток с более чем 50% жизнеспособностью, скорее всего, из-за избыточной нагрузки. Дальнейшая оптимизация необходима для увеличения жизнеспособности NSC, чтобы потенциально могло быть доставлено больше клеток.Эта доза использовалась во всех последующих экспериментах, однако фактическая интернализация SD посредством анализа изображения J из более чем 500 клеток была определена как приблизительно 29,76 SD / клетка, пример использованного изображения можно найти на S2C Рис. Мы использовали коэффициент загрузки 50 SD / клетка для последующих экспериментов, поскольку после того, как NSC переместились к интересующему участку, было доставлено и высвобождено достаточно SD-частиц для эффективного поглощения клетками глиомы. 10 SD / клетка и 20 SD / клетка не показали значительно более низкой выживаемости после обработки MF, что, вероятно, связано с тем, что количество частиц в клетках недостаточно, чтобы вызвать разрушение мембраны во время обработки MF.
Рис. 2. A: МТТ-анализ клеток HB1.F3.CD. 10, 20 и 50 SD-частиц на клетку добавляли в клетки HB1.F3.CD на 24 часа. Обработка МП состоит из приложения поля 1Т, вращающегося с частотой 20 Гц, в течение 30 мин. B: Типичные изображения оптической микроскопии клеток HB1.F3.CD до и после обработки MF.
Верхняя панель содержит SD, а нижние панели управляются без SD.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0145129.g002
На рис. 2B мы использовали дифференциальную интерференционную контрастную микроскопию для визуализации эффектов клеток с SD и без него после 30-минутной обработки MF.Как показано на репрезентативном изображении, клетки прикреплены к чашке с SD, локализованным внутри, и после обработки большинство клеток погибли и, таким образом, отслоились из-за движения частиц, которые нарушили мембрану. Станция тестирования MF была сконструирована для получения однородного MF 1 тесла диаметрально поперек воздушного зазора, и, таким образом, отслоение клеток происходит исключительно из-за способности частиц нарушать клеточную мембрану, приводя к гибели клеток, а не из-за сильного магнитного поля. сила, вытягивающая частицы из ячеек.
Локализованный триггер MF вызывает проницаемость клеточной мембраны NSC
Чтобы понять высвобождение SD из NSC и гарантировать, что SD высвобождается из умирающих клеток, а не подвергается экзоцитозу из здоровых клеток, мы изучили состояние клеток через 24 часа после обработки MF. Под действием вращающегося МП частицы вращаются, вызывая повреждение мембраны на поверхности клетки. Чтобы определить, разрушается ли мембрана НСК, нагруженных SD, во время обработки MF, мы окрашивали клетки в условиях конфокальной микроскопии с 7-AAD.Как показано на фиг. 3, только SD (SD + без MF) не способствует повреждению мембран, что позволяет предположить, что клетки нарушаются только во время обработки MF.
Рис. 3. Окрашивание нервных стволовых клеток 7-AAD.
Клетки инкубируют с 50 SD / ячейку в течение 24 часов, а затем получают обработку MF в течение 30 секунд. Сами по себе SD не вызывает повреждения клеток, только при воздействии MF.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0145129.g003
С установленным механизмом индуцированного полем разрушения NSC нам нужно было убедиться, что присутствие SD-частиц при 50 SD / ячейка не влияет на NSC. миграционная функция.Чтобы понять, влияет ли загрузка магнитными частицами на опухолевый тропизм НСК, анализы миграции проводили в трех повторах с 10 000 клеток, помещенных в каждую барьерную камеру и оставленных для прилипания. Через 24 часа барьер был удален, и миграция НСК в пустое пространство исследовалась в течение 12 часов. Как показано на рис. 4, загруженные SD и контрольные NSC не показали какой-либо значимой разницы в расстоянии, перемещаемом с течением времени. Через 12 часов и контрольные клетки, и клетки, нагруженные SD, были обнаружены на среднем расстоянии 400 мкм от контрольной точки (фронты твердых клеток легко различимы в 0 час), что указывает на то, что SD внутри клеток не ингибирует миграционную функцию НСК.Большое увеличение частиц в ячейках на 4h, 8h и 12h можно найти на S3 Рис. И отрицательном контрастном изображении на S4 Рис.
Рис. 4. SD не нарушают миграционную функцию NSC.
Клетки помещают в камеру для миграции на 24 часа перед удалением барьера. Контрольные NSC и NSC, нагруженные 50 SD / клетка, не демонстрируют разницы в способности к миграции.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0145129.g004
НСК способны эффективно высвобождать SD, что приводит к захвату клетками глиомы
Чтобы определить, способны ли клетки глиомы поглощать SD и претерпевать такое же полевое разрушение, что и NSC, мы протестировали клетки глиомы U87 с частицами в присутствии MF.Как показано окрашиванием 7-AAD на фиг.5, мембраны клеток глиомы U87, инкубированных с SD, разрушаются после 30 секунд обработки MF, можно найти дополнительные изображения. S5 Fig. Поскольку SD нарушает клеточную мембрану, мы наблюдали, что клетки действительно не сразу выпускать SD. НСК требуется 24 часа, прежде чем будет достигнута 25% -ная жизнеспособность. Контрольные клетки U87 без SD, которые подверглись обработке MF (без SD + MF), а также клетки с SD, которые не подвергались обработке MF (SD + без MF), не имели гибели клеток.Это демонстрирует, что частицы при обработке MF являются причиной повреждения клеток глиомы. Затем мы определили, может ли SD перераспределяться в клетки глиомы после гибели клеток NSC. 10000 NSC смешивали с SD в концентрации 50 SD / клетку и инкубировали в течение 24 часов. Затем NSC подвергали обработке MF в течение 30 минут для высвобождения SD, а затем немедленно высевали с клетками U87-GFP-Luc и инкубировали в течение 24 часов, чтобы обеспечить поглощение высвобожденного SD. На рис. 6А показано оптическое изображение SD, выпущенного НСК, успешно принимаемого ячейками U87 (дополнительные изображения можно найти на рис. 6.Полученные в результате клетки U87 получали 30-минутную обработку MF ежедневно в течение 3 дней, и полученную люциферазу измеряли для определения количества жизнеспособных клеток глиомы в конце лечения. См. Рис. 6C для схематической временной шкалы эксперимента. Как показано на фиг. 6B, NSC без SD (NSC + без SD + MF) не оказывали токсического действия только на клетки глиомы. Кроме того, NSC, нагруженные SD (NSC + SD + MF), демонстрируют значительно более низкую выживаемость при лечении MF; загруженные SD NSC (10000 клеток) приводят к 70%, 49% и 37% жизнеспособности клеток U87 при посеве в соотношении 0.5: 1, 1: 1 и 5: 1 (20000, 10000 и 2000) клеток NSC и U87 соответственно (p <0,05). Кроме того, НСК, нагруженные при 50 SD / клетку, были достаточны, чтобы убить половину популяции клеток глиомы. Эти результаты показывают, что SD способны эффективно поглощаться клетками глиомы после триггерного высвобождения из NSC, несмотря на любое возможное присутствие протеиновых корон или других клеточных компонентов, которые электростатически связаны с поверхностью SD. Этот важный результат указывает на то, что клетки глиомы легко поглощают SD, которые способны вызывать клеточное повреждение после лечения MF.
Рис. 5. Поглощение SD и влияние MF на клетки глиомы, U87.
Клетки обрабатывают 50 SD на клетку и инкубируют в течение 24 часов. После этого клетки подвергают обработке MF в течение 30 секунд и затем окрашивают 7-AAD. Клетки, которые получают SD + без MF, не имеют поврежденных мембран. Клетки с SD и MF окрашиваются в красный цвет.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0145129.g005
Рис. 6. A: Изображения с помощью конфокальной микроскопии поглощения клетками глиомы U87 высвободившихся SD-частиц (50 SD / NSC).Клетки U87 (зеленые) способны эффективно усваивать частицы, выпущенные НСК. НСК (серые) заметно повреждены. B: Выживаемость U87, определенная люциферазой. C: Хронология эксперимента.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0145129.g006
Заключение
Таким образом, мы успешно продемонстрировали стратегию адресной доставки с магнитным управлением через SD-загруженные NSC. Доставка частиц через гематоэнцефалический барьер оказалась сложной, и, кроме того, терапия частицами часто ограничивается количеством терапевтических частиц, которые могут быть доставлены.НСК способны мигрировать через гематоэнцефалический барьер и недавно стали жизнеспособными кандидатами для доставки лекарств, используя свой естественный тропизм к опухоли. SD уникальны, потому что они не нуждаются в функционализации каких-либо терапевтических средств, которые потенциально могут деградировать, и могут быть повторно интернализованы в опухолевые клетки для повторной доставки и лечения. Кроме того, использование внешнего МФ, способного успешно запускать высвобождение частиц из НСК, имеет большой потенциал для будущих методов лечения доставки лекарств.Сами по себе частицы не токсичны для клеток и не обладают разрушительной способностью, пока не применяется МФ. Эти серии экспериментов демонстрируют потенциал комбинированной терапии NSC + SD за счет использования естественной способности NSC нацеливаться на участки опухоли, а также эффективно доставлять SD для разрушения глиомы.
Вклад авторов
Задумал и разработал эксперименты: MEM RAM YC TV RM RPC MSL. Проведены эксперименты: MEM RAM YC TV RM. Проанализированы данные: LZ RAM YC MEM.Предоставленные реагенты / материалы / инструменты анализа: RPC MSL KSA YH. Написал статью: MEM RAM YC TV RM MSL.
Ссылки
1. Стаки Д.У., Шах К. Терапия на основе стволовых клеток для лечения рака: отделяя надежду от шумихи. Обзор природы Рак. 2014; 14 (10): 683–91. Epub 2014/09/02. pmid: 25176333; PubMed Central PMCID: PMC4234304.
2. Балясникова И.В., Фергюсон С.Д., Хань Й., Лю Ф., Лесняк М.С. Терапевтический эффект нервных стволовых клеток, экспрессирующих TRAIL и бортезомиб, у мышей с ксенотрансплантатами глиомы.Письма о раке. 2011; 310 (2): 148–59. Epub 2011/08/02. pmid: 21802840; PubMed Central PMCID: PMC3159776.
3. Балясникова И.В., Фергюсон С.Д., Сенгупта С., Хан Й., Лесняк М.С. Мезенхимальные стволовые клетки, модифицированные одноцепочечным антителом против EGFRvIII, успешно подавляют рост злокачественной глиомы ксенотрансплантата человека. ПлоС один. 2010; 5 (3): e9750. Epub 2010/03/23. pmid: 20305783; PubMed Central PMCID: PMC2841188.
4. van de Water JA, Bagci-Onder T., Agarwal AS, Wakimoto H, Roovers RC, Zhu Y, et al.Терапевтические стволовые клетки, экспрессирующие варианты EGFR-специфических нанотел, обладают противоопухолевым действием. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 2012. 109 (41): 16642–7. Epub 2012/09/27. pmid: 23012408; PubMed Central PMCID: PMC3478609.
5. Aboody KS, Najbauer J, Metz MZ, D’Apuzzo M, Gutova M, Annala AJ, et al. Ферментная / пролекарственная терапия, опосредованная нервными стволовыми клетками, для глиомы: доклинические исследования. Трансляционная медицина науки. 2013; 5 (184): 184ра59.pmid: 23658244
6. Мец М.З., Гутова М., Лейси С.Ф., Абрамянц Ю., Во Т., Гилкрист М. и др. Опосредованная нервными стволовыми клетками доставка иринотекан-активирующих карбоксилэстераз в глиому: значение для клинического использования. Трансляционная медицина стволовых клеток. 2013; 2 (12): 983–92. Epub 2013/10/30. pmid: 24167321; PubMed Central PMCID: PMC3841093.
7. Ахмед А.Ю., Тачи Б., Алексиадес Н.Г., Хан Й., Цянь С., Лю Ф. и др. Носители клеток на основе нервных стволовых клеток повышают терапевтическую эффективность онколитического аденовируса в ортотопической мышиной модели глиобластомы человека.Mol Ther. 2011. 19 (9): 1714–26. Epub 2011/06/02. [pii]. pmid: 21629227; PubMed Central PMCID: PMC3182345.
8. Ахмед А.Ю., Тачи Б., Тобиас А.Л., Аффингер Б., Чжан Л., Ченг Й. и др. Доклиническая оценка клеточного носителя на основе нервных стволовых клеток для направленной антиглиомной онколитической виротерапии. Журнал Национального института рака. 2013; 105 (13): 968–77. Epub 2013/07/04. pmid: 23821758; PubMed Central PMCID: PMC3699440.
9. Cheng Y, Morshed R, Cheng SH, Tobias A, Auffinger B, Wainwright DA и др.Программируемые наночастицами саморазрушающиеся нервные стволовые клетки для нацеливания и терапии глиобластомы. Небольшой. 2013; 9 (24): 4123–9. Epub 2013/07/23. pmid: 23873826; PubMed Central PMCID: PMC3879136.
10. Roger M, Clavreul A, Venier-Julienne MC, Passirani C, Sindji L, Schiller P и др. Мезенхимальные стволовые клетки как клеточные носители для доставки наночастиц к опухолям головного мозга. Биоматериалы. 2010. 31 (32): 8393–401. Epub 2010/08/07. pmid: 20688391.
11. Чжан X, Яо С., Лю Ц., Цзян Ю.Тропная к опухоли доставка конъюгатов доксорубицин-полимер с использованием мезенхимальных стволовых клеток для терапии глиомы. Биоматериалы. 2015; 39: 269–81. Epub 2014/12/04. pmid: 25468377.
12. Хуанг X, Чжан Ф., Ван Х, Ниу Г, Чой К.Ю., Сверчевска М. и др. Инженерия клеток на основе мезенхимальных стволовых клеток с использованием многофункциональных мезопористых наночастиц кремнезема для доставки опухолей. Биоматериалы. 2013. 34 (7): 1772–80. Epub 2012/12/12. pmid: 23228423; PubMed Central PMCID: PMC3538138.
13. Муни Р., Вен Й, Тиругана-Самбандан Р., Валенсуэла V, Арамбуро С., Гарсия Е. и др.Нервные стволовые клетки улучшают внутричерепное удержание наночастиц и избирательное распределение опухоли. Будущая онкология. 2014; 10 (3): 401–15. Epub 2014/02/25. pmid: 24559447.
14. Zhao J, Vykoukal J, Abdelsalam M, Recio-Boiles A, Huang Q, Qiao Y, et al. Опосредованная стволовыми клетками доставка SPIO-нагруженных наночастиц золота для лечения тераноза повреждения печени и гепатоцеллюлярной карциномы. Нанотехнологии. 2014; 25 (40): 405101. Epub 2014/09/12. pmid: 25211057; PubMed Central PMCID: PMC4414337.
15.Муни Р., Рома Л., Чжао Д., Ван Хот Д., Гарсия Е., Ким Су и др. Опосредованная нервными стволовыми клетками доставка золотых наностержней внутрь опухоли улучшает фототермическую терапию. ACS nano. 2014. 8 (12): 12450–60. Epub 2014/11/07. pmid: 25375246; PubMed Central PMCID: PMC4278682.
16. Садхука Т., О’Брайен Т.Д., Прабха С. Нанотехнологические мезенхимальные стволовые клетки в качестве целевых терапевтических носителей. Журнал контролируемого выпуска: официальный журнал Общества контролируемого выпуска. 2014; 196: 243–51.Epub 2014/12/03. pmid: 25456830.
17. Ву Х, Ху Дж, Чжоу Л., Мао И, Ян Б., Гао Л. и др. In vivo отслеживание тропизма мезенхимальных стволовых клеток, меченных суперпарамагнитными наночастицами оксида железа, к злокачественным глиомам с использованием магнитно-резонансной томографии. Лабораторное исследование. Журнал нейрохирургии. 2008. 108 (2): 320–9. Epub 2008/02/05. pmid: 18240929.
18. Гутова М., Франк Дж. А., Д’Апуццо М., Ханкалдян В., Гилкрист М. М., Аннала А. Дж. И др. Отслеживание с помощью магнитно-резонансной томографии меченных ферумокситолом нервных стволовых клеток человека: исследования, ведущие к клиническому применению.Трансляционная медицина стволовых клеток. 2013; 2 (10): 766–75. Epub 2013/09/10. pmid: 24014682; PubMed Central PMCID: PMC3785261.
19. Rachakatla RS, Balivada S, Seo GM, Myers CB, Wang H, Samarakoon TN, et al. Ослабление меланомы мыши с помощью магнитного поля A / C после доставки бимагнитных наночастиц нейронными клетками-предшественниками. САУ Нано. 2010. 4 (12): 7093–104. pmid: 21058696; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC3011034.
20. Ким Д.Х., Рожкова Е.А., Уласов И.В., Бадер С.Д., Райх Т., Лесняк М.С. и др.Биофункциональные магнитно-вихревые микродиски для целенаправленного разрушения раковых клеток. Nat Mater. 2010. 9 (2): 165–71. Epub 2009/12/01. pmid: 19946279; PubMed Central PMCID: PMC2810356.
21. Cheng D, Li X, Zhang G, Shi H. Морфологический эффект осциллирующих магнитных наночастиц в уничтожении опухолевых клеток. Письма о наноразмерных исследованиях. 2014; 9 (1): 195. Epub 2014/05/30. pmid: 24872797; PubMed Central PMCID: PMC4019356.
22. Доменек М., Марреро-Берриос I, Торрес-Луго М., Ринальди К.Проницаемость лизосомальной мембраны направленными магнитными наночастицами в переменных магнитных полях. ACS nano. 2013. 7 (6): 5091–101. Epub 2013/05/28. pmid: 23705969.
23. Вемулкар Т., Мэнселл Р., Пети DCMC, Коуберн Р.П., Лесняк М.С. Настраиваемые перпендикулярно намагниченные синтетические антиферромагнетики для биотехнологических приложений. Письма по прикладной физике. 2015; 107 (1): 012403. doi: https: //doi.org/http: //dx.doi.org/10.1063/1.4
6. pmid: 26221056
24. Xu C, Miranda-Nieves D, Ankrum JA, Matthiesen ME, Phillips JA, Roes I, et al.Отслеживание мезенхимальных стволовых клеток с помощью микрочастиц поли (лактид-гликолид), нагруженных наночастицами оксида железа. Nano Lett. 2012; 12 (8): 4131–9. pmid: 22769232; Идентификатор PubMed Central PMCID: PMCPMC3552518.
25. Читрани Б.Д., Чан В.С.. Выяснение механизма клеточного поглощения и удаления покрытых белком наночастиц золота различных размеров и форм. Nano Lett. 2007. 7 (6): 1542–50. pmid: 17465586.
.
No related posts.

Ожидаемые характеристики NGSS
3-ПС2-3.Задайте вопросы, чтобы определить причинно-следственные связи электрических или магнитных взаимодействий между двумя объектами, не контактирующими друг с другом. (Класс 3) Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Щелкните здесь, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям.

В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Пересекающиеся концепции
Задавайте вопросы, которые можно исследовать на основе таких закономерностей, как причинно-следственные связи. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Электрические и магнитные силы между парой объектов не требуют, чтобы объекты соприкасались. Размеры сил в каждой ситуации зависят от свойств объектов и их расстояний друг от друга, а для сил между двумя магнитами — от их ориентации относительно друг друга. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Причинно-следственные связи обычно выявляются, тестируются и используются для объяснения изменений. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Ожидаемые характеристики NGSS
3-ПС2-4. Определите простую конструктивную задачу, которую можно решить, применив научные идеи о магнитах. (Класс 3) Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Щелкните здесь, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям.

В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Пересекающиеся концепции
Определите простую проблему, которую можно решить путем разработки нового или улучшенного объекта или инструмента. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Электрические и магнитные силы между парой объектов не требуют, чтобы объекты соприкасались. Размеры сил в каждой ситуации зависят от свойств объектов и их расстояний друг от друга, а для сил между двумя магнитами — от их ориентации относительно друг друга. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Научные открытия о мире природы часто могут привести к новым и усовершенствованным технологиям, которые разрабатываются в процессе инженерного проектирования. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!