Магнитное поле порождается электрическим током. Магнитное поле порождается электрическим током. В металле ток создается электронами, направленно движущимися вдоль проводника. В металле ток создается электронами, направленно движущимися вдоль проводника. В растворе электролита ток создается положительно и отрицательно заряженными ионами, движущиеся навстречу друг другу. В растворе электролита ток создается положительно и отрицательно заряженными ионами, движущиеся навстречу друг другу.
Согласно гипотезе Ампера в атомах и молекулах вещества в результате движения электронов возникают кольцевые токи. В магнитах элементарные кольцевые токи ориентированы одинаково. Поэтому магнитные поля, образующиеся вокруг каждого такого тока, имеют одинаковые направления. Эти поля усиливают друг друга, создавая поле внутри и вокруг магнита.
Для наглядного представления магнитного поля пользуются магнитными линиями. Магнитные линии это воображаем линии, вдоль которых расположились бы маленькие магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле. Магнитную линию можно провести через любую точку пространства, в котором существует магнитное поле. Магнитные линии всегда замкнуты
Магнитные линии выходят из северного по люса магнита и входят в южный. Внутри магнита они направлены от южного полюса к северному. Вне магнита магнитные линии расположены наиболее густо у с полюсов. Значит, возле полюсов поле самое сильное, а по мере удаления от полюсов оно ослабевает.
Неоднородное и однородное магнитное поле Неоднородное магнитное поле Сила, с которой поле полосового магнита действует на помещенную в это поле магнитную стрелку, в разных точках поля может быть различной как по модулю, так и по на правлению. Магнитные линии неоднородного магнитного поля искривлены, их густота меняется от точки к точке. Однородное магнитное поле В некоторой ограниченной области пространства можно создать однородное магнитное поле, т. е. поле, в любой точке которого сила действия на магнитную стрелку одинакова по модулю и направлению. Магнитные линии однородного магнитного поля параллельны друг другу и расположены с одинаковой густотой.
Направление тока и направление линий его магнитного поля Правило буравчика: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока
План конспект урока № 16.
Тема урока: « Магнитное поле и его графическое изображение. Неоднородное и однородное магнитное поле»
Цели:
Образовательные : установить связь между направлением магнитных линий магнитного поля тока и направлением тока в проводнике. Ввести понятие неоднородного и однородного магнитных полей. На практике получить картину силовых линий магнитного поля постоянного магнита, соленоида, проводника по которому течет электрический ток. Систематизировать знания по основным вопросам темы “Электромагнитное поле”, продолжить учить решать качественные и экспериментальные задачи.
Развивающие : активизировать познавательную деятельность обучающихся на уроках физики. Развивать познавательную активность учащихся.
Воспитательные : содействовать формированию идеи познаваемости мира. Воспитывать трудолюбие, взаимопонимание между учениками и учителем.
Задачи:
Образовательная : углубление и расширение знаний о магнитном поле, обосновать связь между направлением магнитных линий магнитного поля тока и направлением тока в проводнике.
Воспитательная : показать причинно – следственные связи при изучении магнитного поля прямого тока и магнитных линий, что беспричинных явлений не существует, что опыт- критерий истинности знаний.
Развивающая : продолжить работу над формированием умений анализировать и обобщать знания о магнитном поле и его характеристиках. Вовлечение учащихся в активную практическую деятельность при выполнении экспериментов.
Оборудование: презентация, таблица, проектор, экран, м агнитные стрелки, железные опилки, магнитики, компас .
План урока:
Организационный момент.(1-2 мин)
Мотивация и целеполагание (1-2 мин)
Изучение новой темы(15-30 мин)
4. Домашнее задание.(1-2 мин)
1. Организационный момент.
Встали, подровнялись. Здравствуйте, садитесь.
2. Мотивация и целеполагание.
Каждый из вас наблюдал, как в конце лета, в начале осени многие птицы улетают в теплые края. Перелетные птицы преодолевают огромные расстояния, опасаясь зимних холодов, а весной они возвращаются обратно. Птицы ориентируются по магнитному полю Земли. Так вот сего дня мы поговорим о магнитах, рассмотрим свойства магнита. Вспомним что такое магнитное поле, какие бывают магнитные поля.
3.Изучение новой темы.
История магнита насчитывает свыше двух с половиной тысяч лет.
Старинная легенда рассказывает о пастухе по имени Магнус. Он однажды обнаружил, что железный наконечник его палки и гвозди сапог притягиваются к черному камню. Этот камень стали называть камнем «Магнуса» или просто «магнитом». Но известно и другое предание о том, что слово «магнит» произошло от названия местности, где добывали железную руду (холмы Магнезии в Малой Азии) Слайд 2 . Таким образом, за много веков до н.э. было известно, что некоторые каменные породы обладают свойством притягивать куски железа. Об этом упоминал в VI в до н.э. греческий физик Фалес. В те времена свойства магнитов казались волшебными. в той же древней Греции их странное действие связывали напрямую с деятельность Богов.
Вот как описывал свойство этого камня древнегреческий мудрец Сократ: « Этот камень не только притягивает железное кольцо- он одаряет своей силой и кольцо, так что оно в свою очередь может притягивать другое кольцо, и таким образом может висеть друг на друге множество колец и кусков железа! Это происходит благодаря силе магнитного камня»
Каковы же свойства магнитов и чем определяются свойства магнитов? Для этого посмотрим опыт. Берем лист бумаги, магнит и железные опилки. Что мы наблюдаем? Видео
Слайд 3
А если взять 2 магнита и поднести их друг к другу одноименными полюсами? как они будут себя вести? А если разноименными полюсами?
Почему куски, железные опилки притягиваются к магниту? Подобно тому как стеклянная палочка притягивает к себе куски бумаги, подобно этому магнит притягивает к себе железные опилки Вокруг магнита существует магнитное поле.
Из курса физики 8 класса вы узнали, что магнитное поле порождается электрическим током. Оно существует, например, вокруг металлического проводника с током. При этом ток создается электронами, направленно движущимися вдоль проводника.
Поскольку электрический ток - это направленное движение заряженных частиц, то можно сказать, что магнитное поле создается движущимися заряженными частицами, как положительными, так и отрицательными.
Итак запишем определение:
Магнитное поле-это особый вид материи, который создается вокруг магнитов движущимися заряженными частицами, как положительными, так и отрицательными.
Слайд 5
Запомните,что если частицы движутся, то создается магнитное поле. Мы сказали что м.п.- это особый вид материи,оно называется особым видом, т.к. не воспринимается органами чувств.
Для обнаружения м.п. используются магнитные стрелки.
Для наглядного представления магнитного поля мы пользуемся магнитными линиями (их называют также линиями магнитного поля). Напомним, что магнитные линии - это воображаемые линии, вдоль которых расположились бы маленькие магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле. Слайд
Магнитную линию можно провести через любую точку пространства, в котором существует магнитное поле.
На рисунке 86, а, б показано, что магнитная линия (как прямолинейная, так и криволинейная) проводится так, чтобы в любой точке этой линии касательная к ней совпадала с осью магнитной стрелки, помещенной в эту точку . Слайд 6
Магнитные линии являются замкнутыми. Например, картина магнитных линий прямого проводника с током представляет собой концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной проводнику. Слайд 7
В тех областях пространства, где магнитное поле более сильное, магнитные линии изображают ближе друг к другу, т. е. гуще, чем в тех местах, где поле слабее. Например, поле, изображенное на рисунке 87, слева сильнее, чем справа. Слайд 8
Таким образом, по картине магнитных линии можно судить не только о направлении, но и о величине магнитного поля (т. е. о том, в каких точках пространства поле действует на магнитную стрелку с большей силой, а в каких - с меньшей).
Давайте посмотрим на рис. 88 в учебнике: изображен проводник с током ВС, давайте вспомним что такое эл. ток- движение заряж. частиц, а мы говорили,если частицы движутся,то создается магнитное поле. Давайте посмотрим в точке N будет действовать магнитное поле? Да, будет, т.к. ток течет по всему проводнику. В какой точке А или М магнитное поле будет сильнее? В точке А т.к. она находится ближе к магниту.
Магнитное поле бывает 2х видов: однородное и неоднородное. Давайте рассмотрим эти виды магнитных полей .
Магнитные линии не имеют ни начала, ни конца: они либо замкнуты, либо, идут из бесконечности в бесконечность. Рис. 89
Вне магнита магнитные линии расположены наиболее густо у его полюсов. Значит, возле полюсов поле самое сильное, а по мере удаления от полюсов оно ослабевает. Чем ближе к полюсу магнита расположена магнитная стрелка, тем с большей по модулю силой действует на нее поле магнита. Поскольку магнитные линии искривлены, то направление силы, с которой поле действует на стрелку, тоже меняется от точки к точке.
Таким образом, сила, с которой поле полосового магнита действует на помещенную в это поле магнитную стрелку в разных точках поля может быть различной как по модулю, так и по направлению.
Слайд 9
Такое поле называется неоднородным. Линии неоднородного магнитного поля искривлены, их густота меняется от точки к точке.
Еще одним примером неоднородного магнитного поля может служить поле вокруг прямолинейного проводника с током. На рисунке 90 изображен участок такого проводника, расположенный перпендикулярно к плоскости чертежа. Кружочком обозначено сечение проводника. Из этого рисунка видно, что магнитные линии поля, созданного прямолинейным проводником с током, представляют собой концентрические окружности, расстояние между которыми увеличивается по мере удаления от проводника.
В некоторой ограниченной области пространства можно создать однородное магнитное поле, т. е. поле, в любой точке которого сила действия на магнитную стрелку одинакова по модулю и направлению.
Слайд 10.
На рисунке 91 показано однородное поле, возникающее внутри так называемого соленоида, т. е. проволочной цилиндрической катушки с током. Поле внутри соленоида можно считать однородным, если длина соленоида значительно больше его диаметра (вне соленоида поле неоднородно, его магнитные линии расположены примерно так же, как у полосового магнита). Из этого рисунка мы видим, что магнитные линии однородного магнитного поля параллельны друг другу и расположены с одинаковой густотой. Однородным является также поле внутри постоянного полосового магнита в центральной его части (см. рис. 89).
Слайд11
Для изображения магнитного поля пользуются следующим приемом. Если линии однородного магнитного поля расположены перпендикулярно к плоскости чертежа и направлены от нас за чертеж, то их изображают крестиками (рис. 92), а если из-за чертежа к нам - то точками (рис. 93). Как и в случае с током, каждый крестик - это как бы видимое нами хвостовое оперение летящей от нас стрелы, а точка - острие стрелы, летящей к нам (на обоих рисунках направление стрел совпадает с направлением магнитных линий).
Так как же птицы все таки при перелетах ориентируются в пространстве, оказывается Земля окружена магнитным полем. Внутри земли находится большой магнит который создает огромное магнитное поле вокруг земли. А магнит внутри земли это и есть железная руда из которой делают наши постоянные магниты. Ученые гвоорят что у почтовых голубей например внутри тоже находится подобие магнита именно поэтому они так хорошо ориентируются в пространстве.
Домашнее задание.
Параграф 43, 44. упр 34.
Приготовить сообщения на тему: « М.п. Земли», «М.п. в живых организмах», «Магнитные бури» .
Мы знаем, что проводник с током создает вокруг себя магнитное поле . Магнитное поле создает также и постоянный магнит . Будут ли отличаться созданные ими поля? Несомненно, будут. Различие между ними можно увидеть наглядно, если создать графические изображения магнитных полей. Магнитные линии полей будут направлены по-разному.
Однородные магнитные поля
В случае проводника с током магнитные линии образуют замкнутые концентрические окружности вокруг проводника. Если посмотреть на проводник с током и образованное им магнитное поле в разрезе, то мы увидим набор кругов различного диаметра. На рисунке слева изображен как раз проводник с током.
Действие магнитного поля будет тем сильнее, чем ближе к проводнику. По мере удаления от проводника действие и, соответственно, сила магнитного поля будут уменьшаться.
В случае постоянного магнита мы имеем линии, выходящие из южного полюса магнита, проходящие вдоль самого тела магнита и входящие в его северный полюс.
Зарисовав такой магнит и магнитные линии образованного им магнитного поля графически, мы увидим, что сильнее всего действие магнитного поля будет возле полюсов, где магнитные линии расположены наиболее густо. Рисунок слева с двумя магнитами как раз изображает магнитное поле постоянных магнитов.
Похожую картину расположения магнитных линий мы увидим в случае соленоида или катушки с током. Наибольшую интенсивность магнитные линии будут иметь у двух концов или торцов катушки. Во всех вышеприведенных случаях мы имели неоднородное магнитное поле. Магнитные линии имели разное направление, и их густота была различна.
Может ли магнитное поле быть однородным?
Если мы рассмотрим внимательно графическое изображение соленоида, то увидим, что магнитные линии расположены параллельно и имеют одинаковую густоту расположения только в одном месте внутри соленоида.
Такая же картина будет наблюдаться внутри тела постоянного магнита. И если в случае постоянного магнита мы не можем «забраться» внутрь его тела, не разрушив его при этом, то в случае катушки без сердечника или соленоида, мы получаем внутри них однородное магнитное поле.
Такое поле может потребоваться человеку в ряде технологических процессов, поэтому можно сконструировать соленоиды достаточного размера, чтобы можно было проводить необходимые процессы внутри них.
Графически мы привыкли изображать магнитные линии окружностями или отрезками, то есть мы как бы видим их сбоку или вдоль. А как быть в случае, если рисунок создан так, что эти линии направлены на нас или в обратную сторону от нас? Тогда их рисуют в виде точки или крестика.
Если они направлены на нас, то их изображают в виде точки, как будто это острие летящей на нас стрелы. В противоположном случае, когда они направлены от нас, их рисуют в виде крестика, как будто это хвостовое оперение удаляющейся от нас стрелы.
Таким образом, графическое изображение однородного магнитного поля в плоскости, перпендикулярной направлению магнитных линий, будет представлять собой равномерную матрицу точек или крестиков, в зависимости от направления магнитных линий от нас или же к нам.
Нужна помощь в учебе?
Предыдущая тема: Звуковой резонанс и интерференция звука на примере гитары
Следующая тема: Направление тока и направление линий его магнитного поля
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Магнитное поле, что это? - особый вид материи;
Где существует? - вокруг движущихся электрических зарядов (в том числе вокруг проводника с током)
Как обнаружить? - с помощью магнитной стрелки (или железных опилок) или по его действию на проводник с током.
Опыт Эрстеда:
Магнитная стрелка поворачивается, если по проводнику начинает протекать эл. ток, т.к. вокруг проводника с током образуется магнитное поле.
Взаимодействие двух проводников с током:
Каждый проводник с током имеет вокруг себя собственное магнитное поле, которое с некоторой силой действует на соседний проводник. В зависимости от направления токов проводники могут притягиваться или отталкиваться друг от друга.
МАГНИТНЫЕ ЛИНИИ
(или иначе линии магнитной индукции)
Как изобразить магнитное поле? - с помощью магнитных линий;
Магнитные линии, что это?
Это воображаемые линии, вдоль которых располагаются магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле. Магнитные линии можно провести через любую точку магнитного поля, они имеют направление и всегда замкнуты.
НЕОДНОРОДНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Характеристика неоднородного магнитного поля: магнитные линии искривлены;густота магнитных линий различна;сила, с которой магнитное поле действует на магнитную стрелку, различна в разных точках этого поля по величине и направлению.
Где существует неоднородное магнитное поле?
Вокруг прямого проводника с током;
Вокруг полосового магнита;
Вокруг соленоида (катушки с током).
ОДНОРОДНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ
Характеристика однородного магнитного поля: магнитные линии параллельные прямые;густота магнитных линий везде одинакова; сила, с которой магнитное поле действует на магнитную стрелку, одинакова во всех точках этого поля по величине и направлению.
Где существует однородное магнитное поле?
Внутри полосового магнита и внутри соленоида, если его длина много больше, чем диаметр.
Домашняя работа.
Задание 1. Ответь на вопросы.
- Что является источником магнитного поля?
- Чем создаётся магнитное поле постоянного магнита?
- Что такое магнитные линии? Что принимают за их направление в какой-либо её точке?
- Как располагаются магнитные стрелки в магнитном поле, линии которого прямолинейны; криволинейны?
- 0 чём можно судить по картине линий магнитного поля?
- Какое магнитное поле — однородное или неоднородное — образуется вокруг полосового магнита; вокруг прямолинейного проводника с током; внутри соленоида, длина которого значительно больше его диаметра?
- Что можно сказать о модуле и направлении силы, действующей на магнитную стрелку в разных точках неоднородного магнитного поля; однородного магнитного поля?
- Чем отличается расположение магнитных линий в неоднородном и однородном магнитных полях?
Задание 2. Реши ребус.
К занятию прикреплен файл «Это интересно!». Вы можете скачать файл в любое удобное для вас время.
Использованные источники:
http://class-fizika.narod.ru/9_29.htm
Неоднородное и однородное магнитное поле
Правило буравчика
Правило правой руки
Действие магнитного поля на электрический ток
Правило левой руки
Индукция магнитного поля
Магнитный поток
Явление электромагнитной индукции
Вопросы и задания
Список литературы
На рисунке показано магнитная линия (как прямолинейная, так и криволинейная).
По картине магнитных линий можно судить не только о направлении, но и о величине магнитного поля.
Поскольку электрический ток – это направленное движение заряженных частиц, то можно сказать, что магнитное поле создается движущимися заряженными частицами, как положительными, так и отрицательными. Для наглядного представления магнитного поля мы пользовались магнитными линиями. Магнитные линии – это воображаемые линии, вдоль которых расположились бы маленькие магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле.
неоднородным. однородное
Для изображения магнитного поля пользуются следующим приемом. Если линии однородного магнитного поля расположены перпендикулярно к плоскости чертежа и наплавлены от нас за чертеж, то их изображают крестиками, а если из-за чертежа к нам – то точками.
Сила, с которой поле полосового магнита действует на помещенную в это поле магнитную стрелку, в разных точках поля может быть различной как по модулю, так и по направлению. Такое поле называют неоднородным. Линии неоднородного магнитного поля искривлены, их густота меняется от точки к точке. В некоторой ограниченной области пространства можно создать однородное магнитное поле, т.е. поле, в любой точке которого сила действия на магнитную стрелку одинакова по модулю и направлению.
правилом буравчика.
Известно, что направление линий магнитного поля тока связано с направлением тока в проводнике. Эта связь может быть выражена простым правилом, которое называется правилом буравчика.
Правило буравчика заключается в следующем: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока.
С помощью правила буравчика по направлению тока можно определить направлений линий магнитного поля, создаваемого этим током, а по направлению линий магнитного поля – направление тока, создающего это поле.
правилом правой руки.
Для определения направления линий магнитного поля соленоида удобнее пользоваться другим правилом, которое иногда называют правилом правой руки.
Это правило читается так: если обхватить соленоид ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида.
Соленоид, как и магнит, имеет полосы: тот конец соленоида, из которого магнитные линии выходят, называется северным полюсом, а тот, в который входят, - южным.
Зная направления тока в соленоиде, по правилу правой руки можно определить направление магнитных линий внутри него, а значит, и его магнитные полюсы и наоборот.
Правило правой руки можно применять и для определения направления линий магнитного поля в центре одиночного витка с током.
На всякий проводник с током. Помещенный в магнитное поле и не совпадающий с его магнитными линиями, это поле действует с некоторой силой. Действие магнитного поля на проводник с током может быть использовано для обнаружения магнитного поля в данной области пространства.
Магнитное поле создается электрическим током и обнаруживается по его действию на электрический ток. Направление тока в проводнике, направление линий магнитного поля и направление силы, действующей на проводник, связаны между собой.
Правило:
Правило:если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по движению положительно зараженной частицы (или против движения отрицательно заряженной), то отставленный на 900 большой палец покажет направление действующей на частицу силы.
Магнитное поле характеризуется векторной физической величиной, которая обозначается символом В и называется индукцией магнитного поля (или магнитной индукцией).
Таким образом, модуль вектора магнитной индукции В равен отношению модуля силы F , с которой магнитное поле действует на расположенный перпендикулярно магнитным линиям проводник с током, к силе тока I в проводнике и его длине l . В СИ единица магнитной индукции называется тесла (Тл) в честь югославского электроника Николы Тесла.
Линиями магнитной индукции называется линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлением вектора магнитной индукции.
Мы знаем, что магнитное поле может действовать с определенной силой на помещенный в него проводник с током. Отношение же модуля силы F к длине проводника l и силы тока I есть величина постоянная. Она не зависит ни от длины проводника, ни от силы тока в нем, это отношение зависит только от поля и может служить его количественной характеристикой. Эта величина и применяется за модуль вектора магнитной индукции:
п
На рисунке изображен проволочный контур, помещенный в однородное магнитное поле. Принято говорить, что контур в магнитном поле пронизывается определенными магнитным потоком Ф, или потоком вектора магнитной индукции. Поскольку поток пропорционален индукции, то при ее увеличении в п раз во столько же раз возрастает и магнитный поток, пронизывающий площадь S данного контура. Если плоскость контура перпендикулярна к линиям магнитной индукции, то при данной индукции В1 поток Ф, пронизывающий ограниченную этим контуром площадь S, максимален. При вращении контура вокруг оси проходящий сквозь него поток уменьшается и становиться равным нулю, когда плоскость контура располагается параллельно линиям магнитной индукции.Таким образом, магнитный проток, пронизывающий площадь контура, меняется при изменении модуля вектора магнитной индукции В (б), площадь контура S(в), и при вращении контура (г), т.е. При изменении его ориентации по отношению к линиям индукции магнитного поля.
Известно, что вокруг электрического тока всегда существует магнитное поле. Электрический ток и магнитное поле неотделимы друг от друга.
Индукционный ток в проводнике представляет собой такое же упорядоченное движение электронов, как и ток, полученный от гальванического элемента или аккумулятора.