Какая главная особенность магнитных силовых линий
Перейти к содержимому

Какая главная особенность магнитных силовых линий

Контрольная работа по теме "Электромагнитное поле"
методическая разработка по физике (9 класс) на тему

Контрольная работа по теме «Электромагнитное поле» для 9 класса составлена в виде теста.

Скачать:

Вложение Размер
k.r._9_klass._el-m._pole_aprel_2016.doc 99.5 КБ

Предварительный просмотр:

Диагностическая контрольная работа по теме «Электромагнитное поле»

Что является источником магнитного поля?

А. Неподвижный электрический заряд; Б. Движущийся электрический заряд;

В. Постоянный магнит; Г. Неподвижная заряженная сфера.

Как будет взаимодействовать магнит с проволочным витком с током?

А. Отталкиваться; Б. Может притягиваться и отталкиваться; S

В. Не будут взаимодействовать; Г. Притягиваться.

Каково направление тока в проводнике? F а

А. На нас • Б. Вправо S N

В. Влево Г. От нас

В однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции поместили прямолинейный проводник, по которому протекает ток силой 4 А. Определите индукцию этого поля, если оно действует с силой 0,2 Н на каждые 10 см длины проводника.

А. 2 Тл; Б. 1 Тл; В. 0,5 Тл; Г. 0,25 Тл.

Работа каких устройств основана на явлении электромагнитной индукции?

А. Электрическая лампочка; Б. Генератор переменного тока;

В. Трансформатор; Г. Источник постоянного тока.

Что является источником электромагнитного поля?

А. Неподвижный электрический заряд; Б. Равномерно движущийся электрический заряд;

В. Постоянный магнит; Г. Ускоренно движущийся электрический заряд.

В1. Установите соответствие между физическими величинами и единицами их измерения

Куда направлен индукционный ток в замкнутом N

проводящем витке? Представить ход рассуждений.

А. По часовой стрелке; S

Б. Против часовой стрелки;

В. Ток в витке отсутствует;

Г. По часовой стрелке, а потом против.

С2. Три одинаковых полосовых магнита падают в вертикальном положении одновременно с одной высоты. Первый падает свободно, второй во время падения проходит сквозь незамкнутый виток провода, третий — сквозь замкнутый виток провода. Какой магнит будет дольше падать? Пояснить.

А. все будут падать одинаковое время; Б. третий; В. второй; Г. первый .

Указания для обучающихся:

Задачи №1 — №6 – по 1 баллу каждая; задача В1 – 2 балла; задачи С1 и С2 – по 3 балла.

Оценка «5» (отлично) ставится, если набрано 9 и более баллов;

Оценка «4» (хорошо) ставится, если набрано 7-8 баллов;

Оценка «3» (удовлетворительно) ставится, если набрано 4-6 баллов;

Если набрано менее 4 баллов, ставится оценка «2» (неудовлетворительно).

Время выполнения теста – 40 минут.

Контрольный тест по теме «Электромагнитное поле»

Какова главная особенность магнитных силовых линий?

А. Они пересекаются друг с другом; Б. Они являются прямыми линиями;

В. Начинаются на положительных зарядах; Г. Они замкнуты.

Как будет взаимодействовать магнит с проволочным витком с током?

А. Отталкиваться; Б. Может притягиваться и отталкиваться; N

В. Не будут взаимодействовать; Г. Притягиваться.

Каково направление магнитных силовых линий? F л

А. Вправо Б. Вертикально вниз q

В. Вертикально вверх Г. Влево v

На прямой проводник длиной 0,5 м, расположенный перпендикулярно магнитным линиям поля с индукцией 0,02 Тл, действует сила 0,15 Н. Найдите силу тока, протекающего по проводнику.

А. 15 А; Б. 10 А; В. 5 А; Г. 2,5 А.

Кто открыл явление электромагнитной индукции?

А. Э. Х. Ленц; Б. М. Фарадей; В. Дж. Максвелл; Г. Б. С. Якоби.

Повышающий трансформатор обладает коэффициентом трансформации

А. К = 1; Б. К > 1; В. К > 1.

А. 300 и 30; Б. 550 и 19; В. 550 и 30; Г. 500 и 30.

В1. Установите соответствие между физическими величинами и единицами их измерения

индукция магнитного поля

С1. Чтобы узнать, сколько витков содержится в первичной и вторичной обмотках трансформатора, на вторичную катушку намотали 11 витков провода. При включении первичной обмотки в сеть напряжением 220 В вольтметр показал, что на обмотке с 11 витками напряжение равно 4,4 В, а на вторичной обмотке — 12 В. Сколько витков в первичной и вторичной обмотках?

А. 300 и 30; Б. 550 и 19; В. 550 и 30; Г. 500 и 30.

С2. Сквозь горизонтальное проводящее кольцо падают с одинаковой высоты алюминиевый брусок, деревянный цилиндр и полосовой магнит. Какое и указанных тел упадёт позже всех? Пояснить. Сопротивление воздуха не учитывать.

А. тела упадут одновременно; Б. алюминиевый брусок; В. деревянный цилиндр; Г. магнит.

Указания для обучающихся:

Задачи №1 — №6 – по 1 баллу каждая; задача В1 – 2 балла; задачи С1 и С2 – по 3 балла каждая.

Магнитное поле: что это такое, определение, виды, силовые линии

Магнитное поле – это поле, которое можно определить как пространство вокруг магнита, в котором действуют магнитные силы.

Как известно, электрический ток может оказывать различные действия, например, тепловые, химические и магнитные. Магнитное действие проявляется, например, в том, что между проводниками с электрическим током возникают силы взаимодействия, которые называются магнитными силами.

Магнитное взаимодействие

Еще в древности было замечено, что одни тела притягивают другие тела. Янтарь следует натирать, чтобы он притягивал к себе волосы или обрывки ткани, но магниты всегда притягивают, но только железные предметы. Древние люди также обнаружили, что магнит может заставить другое тело, сделанное из железа, приобрести магнитные свойства, если держать его достаточно близко к магниту. Они также заметили, что две стороны магнита имеют разные свойства – обращенные друг к другу магниты могут притягивать или отталкивать друг друга.

Уже в настоящее время мы знаем, что магнитное поле возникает между полюсами магнитного материала. Полюса бывают северными и южными. Вы, наверное, сами сталкивались с тем, что когда вы сводите два магнита вместе, они либо притягиваются, либо отталкиваются друг от друга. Это происходит потому, что магнитные полюса с разными названиями (север-юг) притягиваются, а полюса с одинаковыми названиями (север-север, юг-юг) отталкиваются.

Магнитное поле тела часто представляют в виде диаграммы линий поля. Если внести ферромагнитное тело в магнитное поле, оно выровняется вдоль линий поля. Ферромагниты – самые известные магниты, создающие постоянное магнитное поле.

Если мы поднесем некоторое количество железных скрепок к магниту, то заметим, что большинство скрепок скопятся на концах магнита (называемых полюсами), потому что магнитная сила там наибольшая. Однако в середине магнита она имеет наименьшее значение. Магнитные силы действуют в пространстве вокруг магнита и создают то самое магнитное поле.

Магнитное поле невидимо, но, используя железные опилки, вы можете наблюдать его эффекты (см. рисунок 1).

Железные опилки расположились характерным способом около магнита

Рис. 1. Железные опилки расположены характерным образом – они образуют линии вокруг магнита.
Эти линии показывают форму магнитного поля, которое возникло вокруг стержневого магнита.

Большая часть железных опилок скапливается возле полюсов, а остальные располагаются вдоль линий поля. Они представляют собой линии магнитного поля, которые окружают магнит. Железные опилки намагничиваются, т.е. приобретают магнитные свойства и становятся маленькими магнитами, которые притягивают друг друга.

Изображение линий магнитного поля для некоторых видов магнитов

Начнем с изображения силовых линий магнитного поля. Они используются для визуализации магнитного поля. Вне магнита линии поля всегда идут от северного полюса к южному. Поскольку магнитное поле является замкнутым полем, они должны двигаться с юга на север внутри магнита. Плотность линий поля дает информацию о силе магнитного поля; чем плотнее линии поля, тем больше напряженность магнитного поля.

Магнитное поле стержневого магнита

На рисунке 2 ниже показано магнитное поле стержневого магнита. Стержневой магнит является постоянным, и имеет северный и южный полюсы.

Магнитное поле стержневого магнита

Рис. 2. Магнитное поле стержневого магнита

Если сравнить магнитное поле с электрическим, то вместо плюсового и минусового полюса есть северный и южный. На этом рисунке показан ход линий поля от северного до южного полюса. Здесь также видно, что плотность линий поля не является постоянной для стержневого магнита. На полюсах она выше, чем между полюсами. Это говорит о том, что магнитное поле сильнее непосредственно у полюсов, чем между полюсами.

Магнитное поле подковообразного магнита

Кроме стержневого магнита, существуют и другие формы постоянных магнитов. Одной из важных форм является подковообразный магнит, который может быть круглым или квадратным.

Подковообразный магнит

Рис. 3. Магнитное поле подковообразного магнита

Как видите, магнитное поле внутри подковы однородно (см. рисунок 3). Однородность означает, что магнитное поле постоянно и не зависит от местоположения. Однородное магнитное поле на диаграмме линий поля можно распознать по параллельным линиям поля, расположенным на одинаковом расстоянии. Поэтому напряженность магнитного поля в однородном магнитном поле одинакова в каждой точке.

Магнитное поле двух стержневых магнитов

Давайте посмотрим на другой пример магнитного поля (см. рисунок 4 ниже):

Магнитное поле двух стержневых магнитов

Рис. 4. Магнитное поле двух стержневых магнитов

Эти линии поля показывают, что два магнита с одинаковой полярностью отталкиваются друг от друга. Из этого можно сделать вывод, что одинаковые полюса отталкиваются, а разные полюса притягиваются.

Магнитное поле планеты Земля

Но какое отношение имеют полюса магнита к северу и югу Земли? Вы можете приблизиться к ответу, если спросите себя, как работает компас.

Компас выравнивается по магнитному полю

Рис. 5. Компас выравнивается по магнитному полю

Земля также имеет магнитное поле (см. рисунок 5), начало которого лежит на полюсах, т.е. на северном и южном полюсах. Стрелка компаса представляет собой постоянный стержневой магнит и выравнивается по этому полю. При этом северная часть стрелки компаса притягивается к южному полюсу магнитного поля Земли. Поэтому географический юг лежит на магнитном севере.

Магнитное поле проводника с электрическим током

Когда вы рассыпаете мелкие металлические опилки вокруг магнита и проводника, по которому течет электрический ток, они образуют определенные геометрические фигуры. Вы уже знаете, что это явление вызвано магнитным полем, создаваемым магнитом. Будет ли то же самое с проводником?

Наличие магнитного поля можно проверить с помощью магнитной стрелки, которая, как известно, является частью компаса. Как мы знаем, магнитная стрелка имеет два полюса: северный и южный. Линию, которая соединяет полюсы магнитной стрелки называют осью. я осью. Кроме того, мы знаем, что северный полюс магнитной стрелки указывает на южный магнитный полюс, а южный полюс стрелки указывает на северный магнитный полюс.

Рядом с магнитом он выравнивается по силовым линиям магнитного поля и указывает на южный полюс. С помощью магнитной стрелки определяются положения магнитных полюсов Земли и географические направления. Возникает ли магнитное поле только вокруг магнитов и Земли? Чтобы выяснить это, нужно провести эксперимент, которые отражает взаимодействие проводника с электрическим током и магнитной стрелки.

Опыт Эрстеда.

Для того, чтобы провести опыт, расположим проводник, который включён в электрическую цепь источника тока, над магнитной стрелкой параллельно её оси (см. рисунок 6).

Взаимодействие проводника с током и магнитной стрелки

Рис. 6. Взаимодействие проводника с электрическим током и магнитной стрелки

Отклонение магнитной стрелки возле проводника, по которому протекает электрический ток, указывает на наличие магнитного поля. Направление отклонения магнитной стрелки зависит от того, в каком направлении течет электрический ток. Эта связь была открыта Хансом Кристианом Эрстедом в 1820 году. Его опыт имел большое значение для развития учения об электромагнитных явлениях.

Таким образом можно вывести 3 следующих вывода:

  1. Магнитное поле существует вокруг любого проводника с электрическим током, т. е. вокруг движущихся электрических зарядов. Электрический ток и магнитное поле неразрывно связаны между собой.
  2. Направление силовых линий магнитного поля можно найти с помощью магнитной стрелки. Направление силовых линий магнитного поля зависит от того, в каком направлении течет электрический ток.
  3. Расположение силовых линий магнитного поля вокруг проводника с током зависит от формы проводника.

Поэтому вокруг неподвижных электрических зарядов существует только электрическое поле, а вокруг движущихся зарядов, т.е. электрического тока, существуют и электрическое, и магнитное поля. Магнитное поле возникает вокруг проводника, когда в нем возникает электрический ток, поэтому электрический ток следует рассматривать как источник магнитного поля. Выражения “магнитное поле электрического тока” или “магнитное поле, создаваемое электрическим током” следует понимать в этом смысле.

Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010. [2]

Изменит ли изменение формы проводника форму магнитного поля?

Силовые линии магнитного поля вокруг проводника, скрученного в петлю, уплотняются внутри него. Если проволоку намотать много раз, мы получим катушку, и железные опилки будут располагаться так же, как и вокруг магнита (см. рисунок 7).

Железные опилки отражают линии магнитного поля

Рисунок 7. Железные опилки отражают линии магнитного поля

Электромагниты и их применение

Существование магнитного поля вокруг проводника с электрическим током широко используется в технике и промышленности. Часто используются устройства, называемые электромагнитами. Электромагнит состоит из катушки, сердечника и источника напряжения (см. рисунок 8).

Структура электромагнита

Рис. 8. Структура электромагнита

Ферромагнитный сердечник электромагнита играет важную роль. Внутри него создаются магнитные поля, которые усиливают магнитное поле катушки.

Мелкие изделия из ферромагнитных материалов сильнее всего притягиваются полюсами электромагнита. Таким образом, можно сделать вывод, что магнитное поле вокруг электромагнита похоже на магнитное поле стержневого магнита.

Применение электромагнитов.

Применение электромагнитов

Рис. 9. Электромагниты – это устройства, имеющие широкое практическое значение. Они используются буквально везде: от дверных замков, звонков и громкоговорителей до промышленного оборудования и высокоскоростных поездов, а также медицинской и исследовательской аппаратуры.

Электромагниты имеют различные применения. Например, на складах металлолома электромагнитные краны перемещают разбитые автомобили.

Также электромагниты используются в электрических замках. Когда электрический ток проходит через электромагнит, создается магнитное поле, которое сильно воздействует на металлическую (стальную) часть замка (ригеля). Это приводит к перемещению заслонки и открыванию двери. Когда дверь закрыта, соответствующим образом расположенная пружина перемещает ригель и блокирует замок. Замок можно открыть после повторного подключения электропитания.

Самые сильные электромагниты используются, в том числе, в ускорителях для управления движением частиц с высокой энергией. До недавнего времени магнитное поле, создаваемое токоведущими проводниками, управляло движением электронов в телевизионных кинескопах и компьютерных мониторах.

Свойства и особенности силовых линий магнитного поля

Магнитное поле в физике представляет собой материю, возникающую вблизи источников электрического тока, а также вокруг постоянных магнитов.

Если рассматривать магнитное поле в пространстве, целесообразно представлять его в виде комплекса сил, которые способны воздействовать на намагниченные предметы. Такое явление выстраивается при наличии движущих разрядов на молекулярном уровне.

Магнитное поле

Особенностью магнитного поля является тот факт, что оно формируется вблизи электрических зарядов, находящихся в движении. Исходя из этого, понятия магнитного и электрического поля являются неотъемлемыми и совместно участвуют в образовании электромагнитного поля.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Свойства магнитного поля

Магнитное поле включает элементы, которые связаны друг с другом и оказывают взаимное воздействие, в процессе чего свойства этих компонентов изменяются. Свойства магнитного поля:

  1. Образуется в результате воздействия перемещающихся зарядов электрического тока.
  2. Характеристикой магнитного поля в любой его точке является вектор физической величины, который называют магнитной индукцией. Данная характеристика является силовым параметром магнитного поля.
  3. Оказывает воздействие исключительно на магниты, проводники, по которым проходит ток, перемещающиеся заряды.
  4. Классифицируется на постоянный и переменный тип.
  5. Может быть измерено с помощью специальных приборов, не воспринимается человеческими органами чувств.
  6. Обладает электродинамическим характером, поскольку образовано в процессе перемещения зарядов и влияет на заряженные частицы, когда они перемещаются.
  7. Частицы, обладающие зарядом, перемещаются перпендикулярно.

Габариты магнитного поля определяются скоростью его изменения. Исходя из данной характеристики, выделяют два вида магнитного поля:

  • динамическое;
  • гравитационное.

Гравитационное магнитное поле можно наблюдать вокруг элементарных частиц. Оно образуется в зависимости от специфики их строения.

Что такое силовые линии магнитного поля

Силовые линии магнитного поля представляют собой линии, касательные к которым совместимы с направлением вектора индукции магнитного поля.

Используя силовые линии, можно изобразить магнитные поля наглядно. К примеру, поведение железных опилок на листе бумаги демонстрирует магнитное поле, источником которого является постоянный магнит в форме стержня:

Силовые линии магнитного

Другим примером может служить картина силовых линий, полученная при наблюдении длинной индукционной катушки и постоянного магнита:

Силовые линии магнитного поля

Силовые линии магнитного поля имеют следующие свойства:

  • данные линии не имеют пересечений и прерываний;
  • частота расположения линий пропорциональна индукции магнитного поля;
  • линии всегда замыкаются, следовательно, магнитное поле является вихревым.

Как определить силовые линии магнитного поля

В процессе воздействия магнитного поля на рамку, по которой протекает ток, возникает магнитный момент. Данная величина является вектором, расположенным на той линии, которая проходит перпендикулярно рамке. Магнитное поле изображают графически, используя силовые линии. Их направляют таким образом, чтобы вектор сил поля совмещался с направлением силовой линии. Такие линии замыкаются и не прерываются.

Определить, в каком направлении действует магнитное поле, можно с помощью магнитной стрелки. С помощью силовых линий также можно определить полярность магнита. Концу, из которого выходят силовые линии, соответствует северный полюс, а точка входа линий совпадает с южным полюсом.

Для наглядной оценки магнитного поля целесообразно использовать опилки из железа и бумажный листок. Им накрывают постоянный магнит. Поверхность бумаги посыпают железными опилками. Частицы металла приобретут такой порядок, который соответствует расположению силовых линий.

В случае проводника, направление силовых линий определяют с помощью правила буравчика или правила правой руки. К примеру, если обхватить проводник рукой таким образом, чтобы большой палец указывал направление тока от плюса к минусу, то остальные четыре пальца будут направлены так же, как и силовые линии магнитного поля.

Направление силовых линий

Магнитное поле воздействует на заряд или проводник, по которому проходит ток, с силой Лоренца. Ее направление определяют с помощью правила левой руки. Если расположить левую руку таким образом, чтобы четыре пальца были направлены аналогично движению тока в проводнике, а силовые линии пронизывали ладонь, большой палец будет указывать на вектор силы Лоренца, с которой поле действует на проводник, помещенный в магнитное поле.

Свойства и особенности силовых линий магнитного поля. Как направлены магнитные линии

Рисунок 2.2. В магнитном поле магнитные стрелки ориентированы определенным образом. Северный полюс стрелки указывает направление вектора магнитной индукции в этой точке.

Правило Буравчика в физике — правило правой и левой руки кратко и понятно с формулами и примерами

С древности было замечено, что некоторые железные вакансии тянут за собой железные тела. Древние греки называли эти шахты магнитного камня частями, вероятно, по названию города Магнезия, из которого привозили руду. Сегодня их называют природными магнитами. Существуют также искусственные магниты. Сегодня вы познакомитесь с некоторыми свойствами магнитов и узнаете о магнитных взаимодействиях и взаимосвязи между магнитными и электрическими явлениями.

Свойства постоянных магнитов:.

На уроке естествознания в 5 классе вы узнаете о магнитных явлениях и обнаружите, что некоторые тела обладают способностью притягивать черные предметы и притягиваться к ним.

Тела, которые сохраняют свои магнитные свойства в течение длительного времени, называются постоянными магнитами.

Первая попытка научного подхода к изучению магнетизма была предпринята в 13 веке Пьером Перелином де Марикотом из французской природы (точная дата его появления неизвестна) с помощью «магнитного послания». Свойства постоянных магнитов были исследованы более систематически, чем Вильгельмом Гильбертом (1544-1603). Это был английский физик и врач, один из основателей электротехнической науки. Некоторые из основных свойств показаны ниже.

Полюса магнита отталкиваются от полюсов, а полюса магнита притягиваются к противоположным полюсам.

noord — север; zuiden (нем.

Эксперимент с эрстедом и ампером:.

Уже древнегреческие ученые предполагали, что магнитные и электрические явления связаны между собой, но эта связь была установлена только в начале 19 века.

15 февраля 1820 года датский физик Ханс Кристиан Эрстед (1777-1851) провел эксперимент по нагреванию электрического трубопровода. Он отметил, что во время протекания электричества магнитные стрелки возле трубопровода были перпендикулярны проводнику, удалены от станции север-юг (перпендикулярно проводнику).Рисунок 1.1.). Если в трубопроводе не было электричества, стрелка возвращалась в исходное положение. Таким образом, было установлено, что электричество обладает магнитным эффектом.

Рисунок 1.1: Схема эксперимента ERSTED (символ I внизу означает, что через проводник течет ток — стрелка указывает направление тока).

Французский математик и физик Андре Мари Ампер (1775-1836) впервые услышал об эксперименте X 4 сентября 1820 года; через неделю он уже доказал взаимодействие двух параллельных проводников (Рисунок 1.2.). Ампер также продемонстрировал, что катушка, в которой течет ток, подобна постоянному магниту (Рисунок 1.3.). Он пришел к выводу, что если трубы электрически нейтральны (не заряжены), то их притяжение или отталкивание не может быть объяснено электрической силой. Он пришел к выводу, что поведение проводников является результатом действия магнитных сил.

Определение магнитного поля

При изучении электрических явлений в 8 классе он узнал, что вблизи заряженного тела существует поле, которое называется электрическим полем, и что это поле осуществляется за счет электрического взаимодействия между заряженными телами и частицами.

Вблизи намагниченного тела, вблизи канала с электрическим током, также существует поле, называемое магнетизмом. Магнитные взаимодействия протекают с некоторой скоростью от магнитного поля (к такому выводу пришел английский физик Майкл Фарадей (1791-1867)).

Рисунок 1.3. Силовые катушки действуют как постоянные магниты

Рассмотрим взаимодействие между постоянным магнитом и катушкой с током (Рис. 1.3, б). Катушка с током создает магнитное поле. Магнитное поле распространяется в пространстве и начинает действовать на постоянный магнит (намагниченный объект) — магнит отклоняется. Магнит также создает собственное магнитное поле, которое, в свою очередь, воздействует на катушку с током — и катушка также отклоняется.

Обратите внимание, что магнитные поля также существуют вблизи движущихся заряженных частиц и вблизи движущихся заряженных тел и действуют с некоторой силой на заряженные тела и частицы, движущиеся в пределах этого магнитного поля.

Примечание: Мы не можем видеть магнитное поле, но оно, как и электрическое поле, абсолютно реально — это форма материи.

Магнитное поле — это форма материи, которая существует вблизи намагниченных объектов, проводников тока, движущихся заряженных объектов и частиц и воздействует на другие намагниченные объекты, проводники тока, движущиеся заряженные объекты и частицы в этом магнитном поле.

Объекты, которые сохраняют свои магнитные свойства в течение длительного периода времени, называются постоянными магнитами. Основные свойства постоянного магнита: 1) магнитное действие магнита сильнее вблизи его полюсов — 2) полюса магнита с одинаковой магнитной силой отталкиваются, а полюса с противоположной магнитной силой притягиваются — невозможно изготовить магнит, если есть только один полюс — 3) нагревание постоянного магнита до определенной температуры (точка Кюри) тогда его магнитные свойства теряются.

Магнитные взаимодействия происходят через магнитные поля. Магнитное поле — это форма материи, которая существует вблизи намагниченных объектов, проводников с током, движущихся заряженных объектов и частиц в этом магнитном поле.

Индукция магнитного поля, линии магнитной индукции

Хотя магнитные поля невидимы, важно научиться визуализировать их, чтобы лучше понимать магнитные явления. В этом могут помочь магнитные стрелки. Каждая стрелка представляет собой небольшой постоянный магнит, который легко поворачивается в горизонтальной плоскости (Рисунок 2.1.). В этом разделе вы узнаете, как магнитное поле изображается графически и какие физические размеры его характеризуют.

Правило Буравчика

Несколько магнитных стрелок помещаются рядом с проводником, и через проводник пропускается ток. Стрелки направлены в сторону магнитного поля проводника (Рис. 3.1,.). Северный полюс каждой стрелки указывает направление вектора индукции магнитного поля в этой точке и, следовательно, направление линий магнитного поля в этом поле.

При изменении направления тока в проводнике изменяется и направление магнитных стрелок (Рис. 3.1, б). Это означает, что направление линий магнитного поля зависит от направления тока в проводнике.

Рис. 3.1.Использование магнитных стрелок для определения направления линий магнитной индукции магнитного поля проводника с током

Поскольку не всегда легко найти направление линий магнитной индукции с помощью магнитных стрелок, используется правило градиента.

Когда соломинка поворачивается в направлении тока в проводнике, направление вращения ручки соломинки указывает направление линий магнитного поля тока (см.Рисунок. 3.2, рис.);

Когда большой палец правой руки повернут в направлении тока в проводнике, четыре изогнутых пальца указывают направление линий магнитного поля (Рис. 3.2, б).

Рисунок 3.2; определение направления линий магнитного поля силовой линии с помощью закона Драйвера

От чего зависит модуль индукции магнитного поля проводника с током

Помните: магнитное действие проводников тока было впервые открыто X. Орстедом в 1820 году. Но почему это открытие не было сделано раньше? Причина в том, что магнитная индукция магнитного поля, создаваемого проводником, быстро уменьшается с увеличением расстояния от проводника. Поэтому, если магнитная стрелка не находится вблизи проводника с током, магнитное действие тока практически незаметно.

Рис. 3.3. Линии магнитной индукции магнитного поля прямого проводника с током. Проводник расположен перпендикулярно плоскости рисунка; крестик

Магнитная индукция также зависит от силы тока. Чем больше ток в проводнике, тем больше магнитная индукция магнитного поля, создаваемого проводником.

Магнитное поле катушки с током

Намотаем изолированный кабель и пропустим через него ток. Если мы теперь поместим магнитные стрелки вокруг катушки, они будут направлены от N-полюса к одному концу катушки и от S-полюса к другому концу (Рисунок 3.4.). Это означает, что вокруг катушки с током существует магнитное поле.

Рис. 3.4; исследование магнитного поля катушки с током с помощью магнитных стрелок.

Подобно магнитной ленте, силовая катушка имеет два полюса — южный и северный. Полюса катушки расположены на концах катушки, и их легко определить по правой стороне.

Магнитные поля существуют вокруг постоянных магнитов (например, конических, круглых и т.д.) и вокруг металлических проводов, по которым течет ток.

Свойства магнитного поля

Магнитные поля содержат элементы, которые взаимодействуют и взаимодействуют друг с другом, тем самым изменяя свойства этих элементов. Свойства магнитных полей:.

  1. Образуется в результате воздействия перемещающихся зарядов электрического тока.
  2. Характеристикой магнитного поля в любой его точке является вектор физической величины, который называют магнитной индукцией. Данная характеристика является силовым параметром магнитного поля.
  3. Оказывает воздействие исключительно на магниты, проводники, по которым проходит ток, перемещающиеся заряды.
  4. Классифицируется на постоянный и переменный тип.
  5. Может быть измерено с помощью специальных приборов, не воспринимается человеческими органами чувств.
  6. Обладает электродинамическим характером, поскольку образовано в процессе перемещения зарядов и влияет на заряженные частицы, когда они перемещаются.
  7. Частицы, обладающие зарядом, перемещаются перпендикулярно.

Величина магнитного поля определяется скоростью его изменения. На основе этого свойства можно выделить два типа магнитных полей.

Гравитационные магнитные поля наблюдаются вокруг элементарных частиц. Они создаются в соответствии с особой структурой элементарных частиц.

Что такое силовые линии магнитного поля

Магнитные силовые линии — это линии, касательные которых совместимы с направлением вектора индукции магнитного поля.

Силовые линии можно использовать для отображения магнитных полей. Например, поведение железной стружки на листе бумаги демонстрирует магнитное поле, источником которого является постоянный магнит в виде бруска.

Другим примером является картина силовых линий, возникающих при наблюдении за длинной индукционной катушкой и постоянным магнитом.

Силовые линии магнитного поля имеют следующие характеристики

  • данные линии не имеют пересечений и прерываний;
  • частота расположения линий пропорциональна индукции магнитного поля;
  • линии всегда замыкаются, следовательно, магнитное поле является вихревым.

Как определить силовые линии магнитного поля

Когда магнитное поле прикладывается к негерметичной рамке, возникает магнитный момент. Эта величина представляет собой вектор линий, перпендикулярных рамке. Магнитные поля изображаются графически с помощью силовых линий. Они ориентированы так, чтобы вектор напряженности поля совпадал с направлением линий электропередач. Эти линии замкнуты и непрерывны.

Магнитные стрелки можно использовать для определения направления магнитного поля. Полярность магнита также можно определить по магнитному полю силовых линий. Конец, где динамическая линия выходит, соответствует северному полюсу, а точка входа линии соответствует южному полюсу.

Для визуальной оценки магнитного поля рекомендуется использовать железные опилки и лист бумаги. Он покрыт постоянным магнитом. Поверхность бумаги покрыта частицами железа. Металлические частицы приобретают порядок, соответствующий расположению силовых линий.

Для проводников направление силовых линий определяется с помощью правила большого пальца или правила правой руки. Например, если вы обхватите проводник рукой так, чтобы большой палец был направлен в сторону тока от положительного к отрицательному, остальные четыре пальца будут направлены в ту же сторону, что и динамические линии магнитного поля.

Магнитные поля влияют на токи утечки зарядов или проводников под действием сил Лоренца. Его направление определяется с помощью правила левой руки. Если левая рука расположена так, что четыре пальца направлены в ту же сторону, что и ток в проводнике, а силовые линии проходят через ладонь, то большой палец указывает на вектор силы Лоренца, через который магнитное поле действует на внутренний проводник. Магнитное поле.

Для характеристики поля используется понятие индукции. Графически особенности представлены в виде линий магнитного поля. Они замкнуты, бесконечны, простираются от северного полюса и возвращаются к южному полюсу.

Основные признаки и свойства магнитных линий

Магнитные поля существуют вокруг постоянных магнитов (например, конических, круглых и т.д.) и вокруг металлических проводов, по которым течет ток.

Магнитные поля представлены в виде магнитных силовых линий или линий магнитной индукции. Линии магнитной индукции — это геометрические кривые, вектор (направление) магнитной индукции которых направлен тангенциально в любой точке.

Основные свойства линий магнитного поля можно выделить следующим образом

  • Магнитные линии непрерывны;
  • Магнитные линии всегда замкнуты. Это означает, что в природе не существует отдельных магнитных зарядов по аналогии с электрическими зарядами. Исследователи долго пытались найти этот заряд с помощью уменьшения (дробления) размеров постоянных магнитов. Но даже самый микроскопический магнитик всегда имеет два полюса: северный и южный;
  • Направление магнитных линий зависит от направления электрического тока;
  • Густота (плотность) линий соответствует величине поля: чем гуще (плотнее) расположены линии, тем больше значение поля.

Магнитные линии полосового магнита

С помощью простых экспериментов можно продемонстрировать свойства линий магнитного поля. Полосовой магнит помещают на горизонтальную поверхность, сверху на прозрачную (неметаллическую) пластину, на которую бросают небольшой кусочек железа. Под действием магнита опилки намагничиваются и превращаются в магнитную стрелку. Установлено, что опилки располагаются вдоль магнитных линий, выходящих из северного полюса B и входящих в южный полюс N. Линии более плотные в районе полюсов магнита.

Рисунок 1: Линии магнитного поля полосатого магнита

Магнитные линии дугообразного магнита

Аналогичные эксперименты можно провести с использованием дугового магнита.

Рис. 2. Линии магнитного поля дугового магнита.

Видно, что во всем магните линии магнитного поля начинаются на N-полюсе и заканчиваются на S-полюсе.

На рисунке 7 показано, как можно использовать правило буры. По отношению к лидеру ток течет вниз. Бура, расположенная, как показано на рисунке, вращается по часовой стрелке и движется вниз. Тогда, согласно правилам, направление линий магнитного поля вокруг проводника будет «по часовой стрелке».

Силовые линии магнитного поля: определение направления

Каждый, кто изучал физику в школе, знаком с этим понятием, т.е. с направлением линий магнитной индукции. Направление магнитных силовых линий может быть рассчитано различными способами, наиболее распространенным из которых является «правило большого пальца». Этот и другие методы определения направления индукции более подробно описаны в данной статье.

Определение магнитных силовых линий

С точки зрения физики, линия магнитного поля (МП) — это прямая линия с касательной, проведенной к той же величине, что и путь ориентации магнитной индукции. Линия спроектирована так, что ее частота пропорциональна скорости магнитной индукции.

Чем выше частота в конкретной точке, тем выше частота линии электропередачи.

Это делает свойства динамических линий похожими на свойства статических проводов. Однако различия могут заключаться в некоторых особенностях.

Во-первых, необходимо исследовать магнитное поле магнита, создаваемое линией постоянного тока. Проводящие волокна проходят перпендикулярно основной плоскости. В различных точках, равноудаленных от трубопровода, значения индуктивности будут одинаковыми. Прямые линии, касательные которых по всей длине соответствуют индуктивному процессу магнита, образуют круг или эллипс.

Согласно вышесказанному, эти прямые линии представляют собой круги или овалы, обернутые вокруг самого трубопровода. Все центры линий электропередач накапливают. Они значительно отличаются от статических линий электропередач. Это связано с тем, что последние не сокращаются, а запускаются и загружаются.

Эти линии поля не имеют ни конца, ни начала. Сегодня полюса магнитов севера и юга еще не определены по отдельности. Это можно рассматривать как источник поля определенной полярности. Это также не начало и не конец поля полей. Однако все источники магнитных полей характеризуются наличием северного и южного полюсов.

Как определить линейно-магнитную направленность

Существует несколько способов определения направления этих линий. Более подробную информацию об определении направления магнитных линий см. ниже.

Правило буравчика

Наиболее распространенным методом определения маршрута этих линий является правило винта. Впервые о нем заговорили в 19 веке, когда ученые обнаружили магнитные поля вокруг трубопроводов, связанные с напряжением.

Сформированные силовые линии ведут себя так же, как природные магниты. Кроме того, взаимосвязь между электрическим полем и током МП в трубопроводе была первоначальным источником электромагнитной динамики.

Также при определении положения могут быть найдены такие показатели вектора оси.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *