Информационно-образовательный портал «Физика для школьников»


Логин:

Пароль:

- запомнить
Забыли пароль?
Регистрация
Свежие темы форума
Нет содержания для этого блока


Статистика



Яндекс цитирования

...Если вы хотите вознаградить честность, если хотите поощрять добро, подталкивать нерадивых, искоренять зло или исправлять недостатки, просвещение — широкое всестороннее просвещение — вот единственное, что требуется, вот единственная достойная задача. (Диккенс Ч.)
Конспекты уроков по физике 9 класс
42 урок. Магнитное поле и его графическое изображение. Неоднородное и однородное магнитное поле.
 Основные понятия: магнитное поле, магнитные линии, неоднородное магнитное поле, однородное магнитное поле, соленоид, прямой проводник с током, постоянный магнит.
 

Из опыта Эрстеда мы знаем, что магнитное поле порождается электрическим током.

Поскольку электрический ток – это направленное движение заряженных частиц, то можно сказать, что магнитное поле создается движущимися заряженными частицами, как положительными, так и отрицательными.

Согласно гипотезе Ампера в атомах и молекулах вещества в результате движения электронов возникают кольцевые токи. В магнитах эти элементарные кольцевые токи ориентированы одинаково (рис.1). Поэтому магнитные поля, образующиеся вокруг каждого такого тока, имеют одинаковые направления. Эти поля усиливают друг друга, создавая поле внутри и вокруг магнита.

Ориентация элементарных кольцевых токов в магните.

Рис.1. Ориентация элементарных кольцевых токов в магните.

 

Для наглядного представления магнитного поля пользуются магнитными линиями (их называют также линиями магнитного поля). Напомним, что магнитные линииэто воображаемые 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. 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 (рис.2).

Магнитные линии являются замкнутыми. Например, картина магнитных линий прямого проводника с током представляет собой концентрические окружности, лежащие в плоскости, перпендикулярной проводнику (рис.3).

За направление магнитной линии в какой-либо ее точке условно принимают направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки, помещенной в эту точку (рис.2).

Направление магнитных линий

Рис.2. Направление магнитных линий. 

 

Магнитные линии прямого проводника с током.

Рис.3. Магнитные линии прямого проводника с током.
 

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 (рис.4).

 Таким образом, по картине магнитных линий 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).

 

Густота магнитных линий

Рис.4. Плотность магнитных линий. 

----------------------------------------

Вопрос: На рисунке 3 изображен участок ВС проводника с током. Вокруг него в одной из плоскостей показаны линии магнитного поля, созданного этим током. Существует ли магнитное поле в точке А?       

Ответ: Конечно существует, независимо от того, нарисована там магнитная линия или нет.

 

Вопрос: На рисунке 3 изображены три точки: А, М, N. В какой из них магнитное поле тока, протекающего по проводнику ВС, будет действовать на магнитную стрелку с наибольшей силой? с наименьшей силой?

Ответ: Магнитное поля ослабевает с удалением от источника тока, поэтому в точке N магнитное поле тока будет действовать на магнитную стрелку с наибольшей силой, а в точке М – с наименьшей.

---------------------------------------- 

           Неоднородное и однородное магнитное поле. 

Магнитное поле соленоида и постоянного магнита 

Рис.5. Магнитное поле соленоида и постоянного магнита.

 

Рассмотрим картину линий магнитного поля постоянного полосового магнита, изображенную справа на рисунке 5.

Из курса физики 8 класса мы знаем, что магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный. Внутри магнита они направлены от южного полюса к северному. Магнитные линии не имеют ни начала, ни конца: они либо замкнуты, либо, как средняя линия на рисунке, идут из бесконечности в бесконечность.

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. 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 (рис.3, рис.6). На рисунке 6 изображен участок такого проводника, расположенный перпендикулярно к плоскости чертежа. Кружочком обозначено сечение проводника. Точка означает, что ток направлен из-за чертежа к нам, как будто мы видим острие стрелы, указывающей направление тока (ток, направленный от нас за чертеж, обозначают крестиком, как будто мы видим хвостовое оперение стрелы, направленной по току).

Рис. 6. Магнитные линии прямого проводника с током.

 

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.

Рассмотрим магнитное поле, возникающее внутри так называемого соленоида (слева на рис.5), 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). 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 (справа на рис.5).

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.7), а если из-за чертежа к нам – то точками (рис.8). 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).

Линии однородного магнитного поля расположены перпендикулярно к плоскости чертежа и направлены от нас. 

Рис.7. Линии однородного магнитного поля расположены перпендикулярно к плоскости чертежа и направлены от нас. 

Линии однородного магнитного поля расположены перпендикулярно к плоскости чертежа и направлены из-за чертежа к нам.

Рис.8.  Линии однородного магнитного поля расположены перпендикулярно к плоскости чертежа
и направлены из-за чертежа к нам. 

----------------------------------------

 

Домашнее задание:

А.В. Перышкин, Е.М. Гутник,  Физика 9, Дрофа, 2006: § 43, Упр. 33; § 44, Упр. 34
               
               Перейти к оглавлению конспектов за 9 класс.

               Перейти к следующему уроку: Направление тока и направление линий его магнитного поля.

 

Опубликовано 08.06.13 admin, просмотров: 40725

«Поделиться» в соцсетях

(с) 2011-2016. При копировании материалов необходима прямая ссылка на сайт ilyukhin.ru Создание сайтов.

Сайт управляется SiNG cms © 2010-2015