Линии магнитного поля в пространстве вне постоянного магнита начинаются на – Тесты к уроку №1 «Магнитное поле и его изображение. Неоднородное и однородное магнитное поле». I. Постоянный магнит притягивает…

Тесты к уроку №1 «Магнитное поле и его изображение. Неоднородное и однородное магнитное поле». I. Постоянный магнит притягивает…

страница 1
Приложение

Тесты к уроку № 1 «Магнитное поле и его изображение. Неоднородное и однородное магнитное поле».


I. Постоянный магнит притягивает…

  1. одноименный полюс второго магнита;

  2. любые металлические предметы;

  3. некоторые железосодержащие сплавы;

  4. любые железосодержащие сплавы;

II. Магнитом можно назвать…



  1. железный брусок, который отталкивается от другого железного бруска;

  2. стержень, который определенным образом ориентируется в пространстве;

  3. брусок, который придает стальной игле при трении способность притягивать мелкие железные предметы и поворачивается в определенном направлении, если иглу положить в воде на легкий диск;

  4. железный брусок, притягивающийся к земле.

III. Линии магнитного поля это- …



  1. линии, совпадающие с формой магнита;

  2. линии, по которым движется положительный заряд. Попадая в магнитное поле;

  3. маркировочные штрихи на стрежневом магните, число которых указывает на силу магнита;

  4. воображаемые линии, в каждой точке которых вектор магнитной индукции направлен по касательной.

IV. Линии магнитного поля в пространстве вне постоянного магнита…



  1. начинаются на северном полюсе магнита, заканчиваются на бесконечности;

  2. начинаются на северном полюсе магнита, заканчиваются на южном;

  3. начинаются на южном полюсе магнита, заканчиваются на бесконечности;

  4. начинаются на южном полюсе магнита, заканчиваются на северном.

Ответы «Магнитное поле и его изображение. Неоднородное и однородное магнитное поле».


I - 3

II - 3


III - 4

IV – 2


Электродинамика

I вариант


1

Зная направление тока в проводнике с током можно определить направление магнитного поля (Какое правило?)

1

Если направление тока совпадает с линией магнитной индукции или параллельны ей

2

Зная направление тока в соленоиде можно определить направление линий магнитного поля (Какое правило?)

2

Крестиками

3

Как можно с помощью магнитных линий показать, что в одной области пространства поле сильнее?

3

Правило левой руки

4

О чем можно судить по картине линий магнитного поля?

4

Правило левой руки

5

Какое магнитное поле – однородное или неоднородное - образуется вокруг полосового магнита?

5

Однородное магнитное поле

6

Какое магнитное поле – однородное или неоднородное - образуется вокруг соленоида?

6

О направлении и о величине магнитного поля

7

Если линии магнитного поля расположены перпендикулярно к плоскости и направлены от нас, то их изображают…

7

Правило буравчика

8

Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле можно определить (Какое правило?)

8

Неоднородное магнитное поле

9

Направление силы, действующей на отдельно взятую движущую положительную частицу в магнитном поле можно определить (Какое правило?)

9

Правило правой руки

10

В каком случае сила действия магнитного поля на проводник с током равна нулю?

10

Где магнитные линии гуще

II вариант


1

Зная направление тока в соленоиде можно определить направление линий магнитного поля (Какое правило?)

1

От направления тока и от направления линий магнитного поля

2

Как можно с помощью магнитных линий показать, что в одной области пространства поле слабее?

2

Однородное магнитное поле

3

О чем можно судить по картине линий магнитного поля?

3

Правило левой руки

4

От чего зависит направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле?

4

Точками

5

Какое магнитное поле – однородное или неоднородное - образуется вокруг прямолинейного проводника с током?

5

Правило левой руки

6

Какое магнитное поле – однородное или неоднородное - образуется вокруг соленоида?

6

Правило правой руки

7

Если линии магнитного поля расположены перпендикулярно к плоскости и направлены к нам, то их изображают…

7

Если направление тока совпадает с линией магнитного поля или параллельны ей

8

Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле можно определить (Какое правило?)

8

Где магнитные линии реже

9

Направление силы, действующей на отдельно взятую движущую отрицательную частицу в магнитном поле можно определить (Какое правило?)

9

О направлении и о величине магнитного поля

10

В каком случае сила действия магнитного поля на движущую частицу равна нулю?

10

Неоднородное магнитное поле

Ответы

1 - 7

2 - 9


3 - 10

4 - 6


5 - 8

6 - 5


7 - 2

8 - 4


9 - 3

10 -1
1 - 6

2 - 8

3 - 9


4 - 1

5 -10


6 - 2

7 - 4


8 - 3

9 - 5


10 -7

«5» 9-10


«4» 6-8

«3» 5-4


«2» 3

Вариант № 1

  1. На рисунке изображены два оголенных проводника, соединенных с источником тока, и трубочка АВ. Установка находится в магнитном поле. Определите направление тока в АВ, если трубочка катится в указанном направлении.



  1. Между полюсами магнитов расположены проводники с током. Определите, в какую сторону движется каждый из них.



  1. На рисунке изображена отрицательно заряженная частица, движущая со скоростью υ в магнитном поле. Укажите направление силы, с которой поле действует на частицу.

· · · ·

· · º↓υ


· · · ·

  1. Магнитное поле действует с силой F на частицу, движущуюся со скоростью υ. Определите знак заряда частицы.

++↑F+


++º→υ

++++


++++

  1. На рисунке показаны линии магнитного поля вокруг проводника с током. Укажите направление токов в проводнике, используя правило буравчика.


  1. Через катушку, внутри которой находится стальной стержень, пропускают ток. Определите полюсы.


Вариант № 2


  1. На рисунке изображены два оголенных проводника, соединенных с источником тока, и трубочка АВ. Установка находится в магнитном поле. Какой полюс источника тока является положительным, а какой – отрицательным?



  1. Между полюсами магнитов расположены проводники с током. Определите, в какую сторону движется каждый из них.



  1. На рисунке изображена положительно заряженная частица, движущая со скоростью υ в магнитном поле. Укажите направление силы, с которой поле действует на частицу.

++++


+← º υ

++++


++++

  1. Магнитное поле действует с силой F на частицу, движущуюся со скоростью υ. Определите знак заряда частицы.

· · · ·


F←º ·

· · ↓υ ·


  1. На рисунке показаны линии магнитного поля вокруг проводника с током. Укажите направление токов в проводнике, используя правило буравчика.



  1. Определите направление тока в катушке и полюсы у источника тока, если указаны магнитные полюсы.


Вариант № 3


  1. На рисунке изображены два оголенных проводника, соединенных с источником тока, и трубочка АВ. Установка находится в магнитном поле. Определите направление тока в АВ, если трубочка катится в указанном направлении.


  1. Между полюсами магнитов расположены проводники с током. Определите, в какую сторону движется каждый из них.


  1. На рисунке изображена отрицательно заряженная частица, движущая со скоростью υ в магнитном поле. Укажите направление силы, с которой поле действует на частицу.

++++

++º→υ


++++

++++



  1. Магнитное поле действует с силой F на частицу, движущуюся со скоростью υ. Определите знак заряда частицы.

· υ↑· ·

· · º→F

· · · ·



  1. На рисунке показаны линии магнитного поля вокруг проводника с током. Укажите направление токов в проводнике, используя правило буравчика.



  1. Через катушку, внутри которой находится стальной стержень, пропускают ток. Определите полюсы.


Вариант № 4



  1. На рисунке изображены два оголенных проводника, соединенных с источником тока, и трубочка АВ. Установка находится в магнитном поле. Какой полюс источника тока является положительным, а какой – отрицательным?


  1. Между полюсами магнитов расположены проводники с током. Определите, в какую сторону движется каждый из них.


  1. На рисунке изображена положительно заряженная частица, движущая со скоростью υ в магнитном поле. Укажите направление силы, с которой поле действует на частицу.

· · · ·

· · º↑υ


· · · ·

  1. Магнитное поле действует с силой F на частицу, движущуюся со скоростью υ. Определите знак заряда частицы.

+++ +


++º→υ

++↓F+


++++

  1. На рисунке показаны линии магнитного поля вокруг проводника с током. Укажите направление токов в проводнике, используя правило буравчика.



    1. Определите направление тока в катушке и полюсы у источника тока, если указаны магнитные полюсы.

Ответы Контрольная работа по теме «Электромагнитная индукция»

(тесты).

Вариант № 1

1 - д


2 - г

3 - б


4 – б

Вариант № 2

1 - е


2 - г

3 - а


4 - г

9. Контрольная работа по теме «Электромагнитная индукция»

(тесты).

Вариант №1


  1. Кто открыл явление электромагнитной индукции?

а) Х. Эрстед;

б) Ш. Кулон;

в) А.Вольта;

г) А. Ампер;

д) М. Фарадей;

е) Д. Максвелл.



  1. Выводы катушки из медного провода присоединены к чувствительному гальванометру. В каком из перечисленных опытов гальванометр обнаружит ЭДС электромагнитной индукции в катушке?

    1. в катушку вставляется постоянный магнит;

    2. из катушки вынимается постоянный магнит;

    3. постоянный магнит вращается вокруг своей оси продольной оси внутри катушки.

а) только в случае 1;

б) только в случае 3;

в) только в случае 2;

г) в случаях 1, 2;

д) в случаях 1, 2, 3;


  1. Как называется физическая величина, равная произведению модуля B индукции магнитного поля на площадь S поверхности, пронизываемой магнитным полем, и косинус угла ά между вектором индукции B и нормалью n к этой поверхности?

а) индуктивность;

б) магнитный поток;

в) магнитная индукция;

г) самоиндукция;

д) энергия магнитного поля.


  1. Как называется единица измерения магнитного потока?

а) тесла;

б) вебер;

в) фарад;

г) генри.


Вариант № 2.


  1. Как называется явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока через контур?

а) электростатическая индукция;

б) явление намагничивания;

в) сила Ампера;

г) сила Лоренца;

д) электролиз;

е) электромагнитная индукция.



  1. Выводы катушки из медного провода присоединены к чувствительному гальванометру. В каком из перечисленных опытов гальванометр обнаружит ЭДС электромагнитной индукции в катушке?

    1. в катушку вставляется постоянный магнит;

    2. катушка надевается на магнит;

    3. катушка вращается вокруг магнита, находящего внутри нее.

а) только в случае 1;

б) только в случае 3;

в) только в случае 2;

г) в случаях 1, 2;

д) в случаях 1, 2, 3;


  1. Каким из перечисленных ниже выражений определяется магнитный поток?

а) BS cos ά

б) ΔФ/Δt


в) qVB sin ά

г) qVBI


д) IBl sin ά

  1. Единицей измерения, какой физической величины является 1 вебер?

а) индукция магнитного поля;

б) электроемкости;

в) самоиндукции;

г) магнитный поток;

д) индуктивности.

Ответы Контрольная работа по теме «Электромагнитная индукция»

(тесты).


Вариант № 1

1 - д


2 - г

3 - б


4 – б

Вариант № 2

1 - е


2 - г

3 - а


4 - г

страница 1

Смотрите также:

Тесты к уроку №1 «Магнитное поле и его изображение. Неоднородное и однородное магнитное поле». I. Постоянный магнит притягивает…
104.97kb. 1 стр.


«Магнитное поле» Какие взаимодействия называют магнитными?
13.77kb. 1 стр.


Цели урока: познакомить учащихся с явлением электромагнитной индукции
52.06kb. 1 стр.


Электромагнитная индукция

"Я превращал магнетизм в электричество". Майкл Фарадей.

Явление электромагнитной индукции

Проверка изученного:  Магнитное поле не существует…  1) вокруг магнита  2) вокруг движущихся заряженных частиц  3) вокруг проводника с током  4) вокруг неподвижных зарядов  Кто впервые из учёных доказал, что вокруг проводника с током существует магнитное поле?  1) Архимед  2) Ньютон  3) Эрстед  4) Ом

Проверка изученного:

  • Магнитное поле не существует…

1) вокруг магнита 2) вокруг движущихся заряженных частиц 3) вокруг проводника с током 4) вокруг неподвижных зарядов

  • Кто впервые из учёных доказал, что вокруг проводника с током существует магнитное поле?

1) Архимед 2) Ньютон 3) Эрстед 4) Ом

 Линии магнитного поля в пространстве вне  постоянного магнита…  1) начинаются на северном полюсе магнита, заканчиваются на южном полюсе .  2) начинаются на южном полюсе магнита, заканчиваются на  северном полюсе.  3) начинаются на северном полюсе магнита, уходят в бесконечность.  4) начинаются на южном полюсе магнита, уходят в бесконечность.
  • Линии магнитного поля в пространстве вне  постоянного магнита…

1) начинаются на северном полюсе магнита, заканчиваются на южном полюсе . 2) начинаются на южном полюсе магнита, заканчиваются на  северном полюсе. 3) начинаются на северном полюсе магнита, уходят в бесконечность.

4) начинаются на южном полюсе магнита, уходят в бесконечность.

 Проводник, притягивается к магниту, потому что:  1) проводник медный  2) на проводник действует сила Ампера  3) проводник наэлектризован  4) проводник слабо натянут
  • Проводник, притягивается к магниту, потому что:

1) проводник медный 2) на проводник действует сила Ампера 3) проводник наэлектризован 4) проводник слабо натянут

 Чтобы увеличить магнитный поток (см. рисунок ), нужно:  1) алюминиевую рамку заменить железной  2) поднимать рамку вверх  3) взять более слабый магнит  4) усилить магнитное поле
  • Чтобы увеличить магнитный поток (см. рисунок ), нужно:

1) алюминиевую рамку заменить железной 2) поднимать рамку вверх 3) взять более слабый магнит 4) усилить магнитное поле

 Проводник с током расположен перпендикулярно плоскости листа, ток направлен от нас. Выберите рисунок, изображающий магнитное поле такого проводника с током.  1) 2) 3) 4)
  • Проводник с током расположен перпендикулярно плоскости листа, ток направлен от нас. Выберите рисунок, изображающий магнитное поле такого проводника с током.

1) 2) 3) 4)

«Знания – дети удивления и любопытства». Луи де Бройль 1820 г Эрстед- действие тока на магнитную стрелку Что называется магнитным полем? Каковы его основные свойства?  Как изображается магнитное поле?  Какая связь существует между электрическим током и магнитным полем?  Что представляют  собой линии магнитного  поля прямого проводника с током?  Что можно определить, используя правило буравчика?  Как направлены линии магнитного поля постоянного магнита?

«Знания – дети удивления и любопытства». Луи де Бройль

1820 г Эрстед- действие тока на магнитную стрелку

  • Что называется магнитным полем?
  • Каковы его основные свойства?
  • Как изображается магнитное поле?
  • Какая связь существует между электрическим током и магнитным полем?
  • Что представляют  собой линии магнитного  поля прямого проводника с током?
  • Что можно определить, используя правило буравчика?
  • Как направлены линии магнитного поля постоянного магнита?
упрощенный вариант опытов Фарадея:

упрощенный вариант опытов Фарадея:

 Когда возникает ток?

Когда возникает ток?

«индукционный» - от латинского слова inductio — наведение. Ток, который возникает в катушке, когда относительно нее движется постоянный магнит, назвали индукционным. Этот ток в катушке индуцируется, т. е. наводится движущимся магнитом. Можно двигать не магнит, а катушку относительно магнита; и здесь мы вновь обнаружим индукционный ток.

«индукционный» - от латинского слова inductio — наведение.

  • Ток, который возникает в катушке, когда относительно нее движется постоянный магнит, назвали индукционным. Этот ток в катушке индуцируется, т. е. наводится движущимся магнитом. Можно двигать не магнит, а катушку относительно магнита; и здесь мы вновь обнаружим индукционный ток.
         Отчего зависит величина и направление индукционного тока?  вносим магнит сначала медленно,  затем быстро.

Отчего зависит величина и направление индукционного тока?

вносим магнит сначала медленно,

затем быстро.

Решение качественных задач: в стальной сердечник трансформатора, подключенного к напряжению 220В вносят замкнутый контур с лампочкой. Почему загорается лампочка при этом? Замкнутое алюминиевое кольцо насаживают на стальной сердечник трансформатора, кольцо постепенно поднимается. Замкнутое кольцо заменяют кольцом с зазором, и наблюдают, что кольцо не поднимается. Почему?

Решение качественных задач:

  • в стальной сердечник трансформатора, подключенного к напряжению 220В вносят замкнутый контур с лампочкой. Почему загорается лампочка при этом?
  • Замкнутое алюминиевое кольцо насаживают на стальной сердечник трансформатора, кольцо постепенно поднимается. Замкнутое кольцо заменяют кольцом с зазором, и наблюдают, что кольцо не поднимается. Почему?
Явление электромагнитной индукции при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего контур проводника, в этом проводнике возникает электрический ток,  существующий в течение  всего процесса изменения магнитного потока. Майкл Фарадей. 29 августа 1831 г

Явление электромагнитной индукции

при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего контур

проводника, в этом проводнике

возникает

электрический ток,

существующий в течение

всего процесса изменения

магнитного потока.

  • Майкл Фарадей.

29 августа 1831 г

Подведение итогов урока изучили явление электромагнитной индукции и условия его возникновения; рассмотрели историю вопроса о связи магнитного поля и электрического; превратили магнетизм в электричество, и теперь мы с вами знаем, что электрический ток порождает магнитное поле, а переменное магнитное поле порождает электрический ток

Подведение итогов урока

  • изучили явление электромагнитной индукции и условия его возникновения;
  • рассмотрели историю вопроса о связи магнитного поля и электрического;
  • превратили магнетизм в электричество, и теперь мы с вами знаем, что электрический ток порождает магнитное поле, а переменное магнитное поле порождает электрический ток
   Кроссворд «Магнитные явления »   1. Наука о природе. 2. Когда с тобою этот друг,  Ты можешь без дорог,  Шагать на север и на юг,  На запад и восток. 3. Прибор, показывающий  наличие тока в цепи. 4. Тело, способное притягивать к себе железные тела. 5. Физическая величина, характеризующая магнитное  поле. 6. Единица измерения магнитной индукции.  7. Ученый, основоположник экспериментальной физики.

Кроссворд «Магнитные явления »

1. Наука о природе.

2. Когда с тобою этот друг, Ты можешь без дорог, Шагать на север и на юг, На запад и восток.

3. Прибор, показывающий

наличие тока в цепи.

4. Тело, способное

притягивать к себе

железные тела.

5. Физическая величина, характеризующая магнитное

поле.

6. Единица измерения

магнитной индукции. 

7. Ученый, основоположник экспериментальной физики.

Задание на дом   §49, нарисовать схему и описать наиболее понравившийся вам способ получения индукционного тока (письменно), упр. 39, стр. 235-237 л/р №4 (разобрать) Физика! Какая ёмкость слова!  Физика для нас не просто звук!  Физика – опора и основа,  Всех без исключения наук!

Задание на дом

  • §49, нарисовать схему и описать наиболее понравившийся вам способ получения индукционного тока (письменно),
  • упр. 39,
  • стр. 235-237 л/р №4 (разобрать)
  • Физика! Какая ёмкость слова! Физика для нас не просто звук! Физика – опора и основа, Всех без исключения наук!

Глава 14

  1. Магнитное поле

§ 109. Магнитное поле и его характеристики

Опыт показывает, что, подобно тому, как в пространстве, окружающем электрические заряды, возникает электростатическое поле, так в пространстве, окружающем токи и постоянные магниты, возникает силовое поле, называемое магнитным. Наличие магнитного поля обнаруживается по силовому действию на внесенные в него проводники с током или постоянные магниты. Название «магнитное поле» связывают с ориентацией магнитной стрелки под действием поля, создаваемого током (это явление впервые обнаружено датским физиком X. Эрстедом (1777—1851)).

Электрическое поле действует как на неподвижные, так и на движущиеся в нем электрические заряды. Важнейшая особенность магнитного поля состоит в том, что оно действует только на движущиеся в этом поле электрические заряды. Опыт показывает, что характер воздействия магнитного поля на ток различен в зависимости от формы проводника, по которому течет ток, от расположения проводника и от направления тока. Следовательно, чтобы охарактеризовать магнитное

поле, надо рассмотреть его действие на определенный ток.

Подобно тому, как при исследовании электростатического поля использовались точечные заряды, при исследовании магнитного поля используется замкнутый плоский контур с током (рамка с током), размеры которого малы по сравнению с расстоянием до токов, образующих магнитное поле. Ориентация контура в пространстве характеризуется направлением нормали к контуру. В качестве положительного направления нормали принимается направление, связанное с током правилом правого винта, т. е. за положительное направление нормали принимается направление поступательного движения винта, головка которого вращается в на-

177

правлении тока, текущего в рамке (рис. 160).

Опыты показывают, что магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирующее действие, поворачивая ее определенным образом. Этот результат связывается с определенным направлением магнитного поля. За направление магнитного поля в данной точке принимается направление, вдоль которого располагается положительная нормаль к рамке (рис. 161). За направление магнитного поля может быть также принято направление, совпадающее с направлением силы, которая действует

на северный полюс магнитной стрелки, помещенной в данную точку. Так как оба полюса магнитной стрелки лежат в близких точках поля, то силы, действующие на оба полюса, равны друг другу. Следовательно, на магнитную стрелку действует пара сил, поворачивающая ее так, чтобы ось стрелки, соединяющая южный полюс с северным, совпадала с направлением поля.

Рамкой с током можно воспользоваться также и для количественного описания магнитного поля. Так как рамка с током испытывает ориентирующее действие поля, то на нее в магнитном поле действует пара сил. Вращающий момент сил зависит как от свойств поля в данной точке, так и от свойств рамки:

М=[рmВ], (109.1)

где В — вектор магнитной индукции, являющейся количественной характеристикой магнитного поля, рm вектор магнитного момента рамки с током. Для плоского контура с током I

pm = ISn, (109.2)

где S — площадь поверхности контура (рамки), n—единичный вектор нормали к поверхности рамки. Направление рm

совпадает, таким образом, с направлением положительной нормали.

Если в данную точку магнитного поля помещать рамки с различными магнитными моментами, то на них действуют различные вращающие моменты, однако отношение Mmax/pmmax — максимальный вращающий момент) для всех контуров одно и то же и поэтому может служить характеристикой магнитного поля, называемой магнитной индукцией:

В=Мmaxm.

Магнитная индукция в данной точке однородного магнитного поля определяется максимальным вращающим моментом, действующим на рамку с магнитным моментом, равным единице, когда нормаль к рамке перпендикулярна направлению поля. Следует отметить, что вектор В может быть выведен также из закона Ампера (см. §111) и из выражения для силы Лоренца (см. § 114).

Так как магнитное поле является силовым, то его, по аналогии с электрическим, изображают с помощью линий магнитной индукции — линий, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора В. Их направление задается правилом правого винта: головка винта, ввинчиваемого по направлению тока, вращается в направлении линий магнитной индукции.

Линии магнитной индукции можно «проявить» с помощью железных опилок, намагничивающихся в исследуемом поле и ведущих себя подобно маленьким магнитным стрелкам. На рис. 162, а показаны линии магнитной индукции поля кругового тока, на рис. 162, б — линии магнитной индукции поля соленоида (соленоид — равномерно намотанная на цилиндричес-

178

кую поверхность проволочная спираль, по которой течет электрический ток).

Линии магнитной индукции всегда замкнуты и охватывают проводники с током. Этим они отличаются от линий напряженности электростатического поля, которые являются разомкнутыми (начинаются на положительных зарядах и кончаются на отрицательных (см. §79)).

На рис. 163 изображены линии магнитной индукции полосового магнита; они выходят из северного полюса и входят в южный. Вначале казалось, что здесь наблюдается полная аналогия с линиями напряженности электростатического поля и полюсы магнитов играют роль магнитных «зарядов» (магнитных монополей). Опыты показали, что, разрезая магнит на части, его полюсы разделить нельзя, т. е. в отличие от электрических зарядов свободные магнитные «заряды» не существуют, поэтому линии магнитной индукции не могут обрываться на полюсах. В дальнейшем было установлено, что внутри полосовых магнитов имеется магнитное поле, аналогичное полю внутри соленоида, и линии магнитной индукции этого магнитного поля являются продолжением линий магнитной индукции вне магнита. Таким образом, линии магнитной индукции магнитного поля постоянных магнитов являются также замкнутыми.

До сих пор мы рассматривали макроскопические токи, текущие в проводниках. Однако, согласно предположению французского физика А. Ампера (1775—1836), в любом теле существуют микроскопические токи, обусловленные движением электронов в атомах и молекулах. Эти микроскопические молекулярные токи создают свое магнитное поле и могут поворачиваться в магнитных полях макротоков. Например, если вблизи какого-то тела поместить проводник с током (макроток), то под действием его магнитного поля микротоки во всех атомах определенным образом ориентируются, создавая в теле дополнительное магнитное поле.

Вектор магнитной индукции В характеризует результирующее магнитное поле, создаваемое всеми макро- и микротоками, т. е. при одном и том же токе и прочих равных условиях вектор В в различных средах будет иметь разные значения.

Магнитное поле макротоков описывается вектором напряженности Н. Для однородной изотропной среды вектор магнитной индукции связан с вектором напряженности следующим соотношением:

В=0Н, (109.3)

где 0 — магнитная постоянная,  — безразмерная величина — магнитная проницаемость среды, показывающая, во сколько раз магнитное поле макротоков Н усиливается за счет поля микротоков среды. Сравнивая векторные характеристики электростатического (Е и D) и магнитного (В и Н) полей, укажем, что аналогом вектора напряженности электростатического поля Е является вектор магнитной индукции В, так как векторы Е и В определяют силовые действия этих полей и зависят от свойств среды. Аналогом вектора электрического смещения D является вектор напряженности Н магнитного поля.

Какой материал хорошо гасит магнитные поля?

Если надо сделать нулевое магнитное поле в какой-то конкретной точке пространства, то надо в этой конкретной точке пространства создать противоположное магнитное поле, чтобы оно скомпенсировало то магнитное поле которое там было. С помощью другого магнита как раз так и делают. Подбирают расположение магнита и расстояние до него так, чтобы в заданной точке было нулевое магнитное поле. Так делают нулевое поле в определенной точке. А если Вам нужна не точка с нулевым магнитным полем, а некоторый объем пространства без магнитного поля, тогда Вам нужно, чтобы силовые линии Вашего магнита были вытеснены из этого объема пространства. (Скомпенсировать точно всю конфигурацию поля в объеме другим магнитом не получится, так как это неоднородные поля, они меняются в пространстве.) Это можно сделать только с помощью замкнутой поверхности сверхпроводника. Сверхпроводник выталкивает из своего объема силовые линии магнитного поля. Поэтому силовые линии магнитного поля не проходят сквозь экран, сделанный из сверхпроводника, а огибают этот экран с боков. Чтобы силовые линии магнитного поля не зашли в область за экраном, эта область должна быть со всех сторон окружена сверхпроводником. То есть поверхность сверхпроводника должна быть замкнутой. Например, это может быть сверхпроводящая сфера или сверхпроводящая коробка. Внутри такой сферы или коробки магнитное поле будет полностью отсутствовать. И, наоборот, если магнит положить внутрь такой сверхпроводящей сферы или внутрь сверхпроводящей закрытой коробки, то ни один прибор не обнаружит, что внутри находится магнит, так как магнитное поле не выйдет за пределы внутреннего объема.

Магнитное поле можно скомпенсировать другим полем.

металл, сталь, феррит, и тд замыкают магнитные поля, то есть их линии на себя, и тем самым экранируют их

с противоположной стороны размести другой магнит с перевернутыми полюсами. почти все поле будет располагаться между магнитами.

в жестких дисках есть пластины экраны на которых прикреплены неодимы .так вот с другой стороны от этой железяки чистый кусок стали можно зубочисткой отлепить. на столько сильно она гасит поле не знаю из чего состоит. найди не рабочий и поэкспериментируй. я примерно догадываюсь зачем спрашиваешь ))

и все таки Песков был прав...

Магнитное поле. Магнитные линии. Магнитное поле Земли. Электромагниты

1226. На столе перемешались железные и деревянные опилки. Можно ли их отделить друг от друга?
Можно, при помощи магнита.

1227. В мастерской рассыпались вперемежку железные и латунные мелкие стружки. Как отделить их друг от друга?
Можно, при помощи магнита. Латунь притягивать не будет.

1228. Если к компасу поднести кусок железа, изменится ли при этом направление стрелки?
Изменятся. Стрелка будет примагничиваться к железу.

1229. В некоторых местностях стрелка компаса отклоняется от направления на север. Одно из таких мест в нашей стране находится вблизи города Курска (Курская магнитная аномалия). Чем вызвано такое поведение стрелки?
Стрелка компаса будет взаимодействовать с большими залежами железной руды расположенными на небольшой глубине.1230. К северному полюсу магнитной стрелки поднесли железный предмет, и стрелка отклонилась от железа. Почему?
Стрелка займет такое положение, при котором большая часть силовых линий будет проходить через кусок железа.

1231. Почему корпус компаса никогда не делают из железа?
Чтобы стрелка взаимодействовала только с магнитным полем Земли, а не с корпусом.

1232. Намагнитьте стальную спицу (или лезвие безопасной бритвы). Испытайте вашим компасом, намагнитилась ли спица. Потом сильно накалите ее в пламени в течение 2-3 минут. Дайте остыть и вновь испытайте компасом. О результатах опыта напишите краткий отчет.
При поднесении намагниченной спицы, стрелка компаса будет отклоняться на одном конце и притягиваться на другом. При нагревании спица размагнитится.

1233. Почему при ударе магнит размагничивается?
При ударе может нарушиться положение доменов которые в магните расположены сонаправленно.

1234. Направление силовой линии магнита указано стрелкой (рис. 135). Определите полюса магнита.

Силовая линия выходит из северного полюса магнита и заходит в южный.

1235. Одна из двух совершенно одинаковых по внешнему виду стальных палочек намагничена. Как узнать, какая из этих палочек намагничена, не имея под рукой никаких других предметов, кроме этих палочек?
Нужно одним концом палочки прикоснуться к середине другой. Намагниченная палочка будет притягивать ненамагниченную.

1236. К северному полюсу магнитной стрелки поднесли кусок железа, вследствие чего стрелка отклонилась от куска железа. Как объяснить данное явление?
См. 1221

1237. Можно ли при помощи магнитной стрелки выяснить, намагничен ли стальной стерженек?
Можно. Одноименные полюса (стрелки и стерженька) должны отталкиваться, разноименные – притягиваться.

1238. Можно ли намагнитить стальную полоску так, чтобы оба ее конца имли одинаковые полюса?
Нет. Любой магнит должен иметь два разных полюса.

1239. Существуют ли магниты с одним полюсом?
Нет, не существуют.

1240. Железные опилки, притянувшись к полюсу магнита, образуют гроздья, отталкивающиеся друг от друга. Объясните это явление.
Попадая в магнитное поле, опилки намагничиваются и одноименными полюсами отталкиваются друг от друга.

1241. Тонкие железные пластинки, висящие на нитях рядом, отталкиваются друг от друга, если к ним поднести магнит (рис. 136). Почему?

Попадая в магнитное поле пластинки намагничиваются и одноименными полюсами отталкиваются друг от друга.

1242. В шляпке железного винта, не касаясь его, приблизили южный полюс магнита. Какой полюс появился у заостренного конца винта?
Южный полюс.

1243. Деталь покрыта слоем краски. Можно ли при помощи магнитной стрелки определить, железная она или нет?
Если стрелка будет отклоняться, значит деталь железная.

1244. Намагниченный прут разломали на несколько частей. Какие из полученных кусков окажутся намагниченными сильнее – находившиеся ближе к середине прута или к концам?
Все части прута будут намагничены одинаково.

1245. Большое количество стальных гвоздиков можно намагнитить одним и тем же магнитом. За счет какой энергии происходит намагничиваение этих гвоздиков?
За счет энергии магнитного поля.

1246. Как определить, где север и где юг, пользуясь магнитом?
Если магнит – тоненькая неметаллическая полоска – можно использовать ее как компас.

1247. Какой магнитный полюс находится в Южном полушарии Земли?
Северный.

1248. Почему рельсы, долгое время лежащие в штабелях, оказываются намагниченными?
Рельсы намагничиваются под действием магнитного поля Земли.

1249. Существует ли место на Земле, где стрелка компаса концами показывает на юг?
Северный полюс.

1250. Если на магните не указаны названия полюсов, можно ли определить, какой из полюсов магнита южный, а какой северный? Если да, то как это сделать?
Можно с помощью компаса или магнита с известной полярностью. Одноименные полюса будут отталкиваться, разноименные – притягиваться.

1251. Как расположиться магнитная стрелка в магнитном поле магнита?
Вдоль силовых линий магнитного поля. Своим южным к северному полюсу магнита и наоборот северным к южному.

1252*. Между полюсами магнита поместили железное кольцо (рис. 137). Нарисуйте, как будут направлены силовые магнитные линии.

Магнитное поле. Магнитные линии. Магнитное поле Земли. Электромагниты

1253. Оказавшись вблизи сильного магнита, механические часы начинают идти неправильно и иногда только через несколько дней они вновь восстанавливают правильный ход. Как можно объяснить это явление?

Магнитное поле. Магнитные линии. Магнитное поле Земли. Электромагниты

 

1254. Магнитная стрелка расположена под проводом с током. Ток идет с севера на юг. В каком направлении отклонится северный полюс стрелки?

Северный полюс стрелки отклонится в северо-западном направлении.

 1255. Провод с током расположен над магнитной стрелкой (рис. 138). В какую сторону отклонится северный конец в момент замыкания ключа в цепи?

Северный конец повернется против часовой стрелки на 90°

1256. Магнитная стрелка расположена под проводом с током (рис. 139). После замыкания ключа в цепи магнитная стрелка отклонилась от начального положения (изображенного на рисунке пунктиром) так, как показано на рисунке. Определите полюсы источника тока.

Магнитное поле. Магнитные линии. Магнитное поле Земли. Электромагниты

1257. Провод АВ образует петлю, внутри которой помещена магнитная стрелка (рис. 140). Ток идет так, как показано на рисунке. Будет ли двигаться магнитная стрелка, если да, то куда отклонится северный конец стрелки?

Магнитное поле. Магнитные линии. Магнитное поле Земли. Электромагниты

1258. На рисунке 141 по проводу А ток идет от нас, перпендикулярно плоскости рисунка, по проводу В — к нам, перпендикулярно плоскости рисунка. Нарисуйте расположение силовых магнитных линий около проводов А и В.

Магнитное поле. Магнитные линии. Магнитное поле Земли. Электромагниты

1259.На рисунке 142 маленькие кружки изображают сечение проводов, а большие круги со стрелками — направление магнитных силовых линий. Определите направление тока в проводниках.

Магнитное поле. Магнитные линии. Магнитное поле Земли. Электромагниты

1260. На рисунке 143 изображен проволочный прямоугольник, по которому идет ток в направлении стрелок.
Начертите вокруг каждой из четырех сторон прямоугольника по одной магнитной силовой линии и определите их направление. Если этот проволочный прямоугольник площадью, обращенной к нам, поднести сбоку к северному полюсу стрелки, то как отклонится стрелка?

Магнитное поле. Магнитные линии. Магнитное поле Земли. Электромагниты

1261. На рисунке 144 изображены круговые токи. Стрелки показывают направление тока. Определите направление магнитных силовых линий для случаев а и б.

Магнитное поле. Магнитные линии. Магнитное поле Земли. Электромагниты

 

1262. Замкнутый контур с током проявляет свойства постоянного магнита. Какому полюсу соответствует контур с током, изображенный на рисунке 144, а? на рисунке 144, б?
Магнитное поле. Магнитные линии. Магнитное поле Земли. Электромагниты

1263. На тонких подводящих проводах подвешен кольцевой проводник с током (рис. 145). Когда к нему поднесли южный магнитный полюс — проводник оттолкнулся. Можно ли на основании этих данных определить направление тока в проводнике?

Магнитное поле. Магнитные линии. Магнитное поле Земли. Электромагниты

1264. Две катушки, по которым идет ток, висят рядом на тонких металлических нитях. Катушки притягиваются друг к другу. О чем это говорит?
Ток в катушках идет в разных направлениях.

1265. На рисунке 146 изображен сосуд с серной кислотой. На поверхности плавает пробка, в которую вставлены медная и цинковая пластинки. Пластинки погружены в кислоту. Верхние концы пластинок соединены друг с другом жесткой спиралью. При установлении равновесия будет ли вся система ориентирована в каком-то определенном направлении? Если да, то почему?

В катушке образуется магнитное поле под действием электрического тока. Система повернется своим южным полюсом к северному полюсу Земли, и северным к южному.

1266. На рисунке 147 изображена катушка соленоида. Нарисуйте силовые линии магнитного поля такой катушки.

Магнитное поле. Магнитные линии. Магнитное поле Земли. Электромагниты

 

1267. Если в катушку, по которой идет ток, внести железный сердечник, ее магнитное действие усиливается. Почему?
Железо – ферромагнетик при внесении его в магнитное поле, изменяется ориентация магнитных доменов. Магнитное поле резко усиливается.

1268. На каком конце соленоида будет его северный полюс, если внутрь соленоида вставить железный стержень (рис. 148)?

На конце А

1269. Чем определяется величина магнитного действия электромагнита?
Силой тока в нем, числом витков и величиной сердечника.

1270. На рисунке 149 изображен электромагнит. Нарисуйте полюсы на его концах.

А — южный, В — северный.

1271. Если на совершенно однородный стержень намотать провод так, как изображено на рисунке 150, и пустить ток через обмотку, намагнитится ли железный стержень?

Да, намагнитится.

1272. Два соленоида расположены как показано на рисунке 151. Обращенные друг к другу концы катушек будут притягиваться или отталкиваться?

Магнитное поле. Магнитные линии. Магнитное поле Земли. Электромагниты

1273. Поскольку катушка с током является магнитом, она имеет магнитные полюсы. Как можно изменить их полярность?
Изменить направление тока в катушке.

1274. Через электромагнит проходит небольшой ток. Можно ли, не меняя силу тока, усилить электромагнит? Если да, то как это сделать?
Да, можно, увеличить размер сердечника.

1275. Электромагниты бывают различной мощности. На производстве используют электромагниты большой мощности, например, для подъема машин, металлолома и т.д., а в медицинских приборах применяют очень слабые электромагниты. Каким образом достигается такая разница в их мощностях?

Различия можно достичь, пуская ток различной силы в электромагнитах, меняя их размер, число витков в катушках, величину сердечника.

Магнитное поле. Однородное и неоднородное магнитное поле

 «…Камень притягивать может железо,

камень же этот по имени месторождения

 магнитом назван был греками,

так как он найден в пределах магнетов».

Лукреций.

Магнитные явления известны людям с глубокой древности. Еще древние греки знали, что существует особый минерал, способный притягивать железные предметы. Это был один из минералов железной руды, который сейчас известен как магнетит. Его залежи находились возле города Магнесии на севере Турции. Слово «магнит» в переводе с греческого означает «камень из Магнесии».

Впервые свойства магнитных материалов использовали в Китае. Именно там более 4000 лет назад был сконструирован первый компас, и толькок XII веку он стал известен в Европе.

Известные с древних времен явления притяжения разноименных и отталкивания одноименных полюсов магнита напоминают явление взаимодействия разноименных и одноименных электрических зарядов. Однако многочисленные попытки ученых установить связь между электрическими и магнитными явлениями на протяжении многих столетий оставались безрезультатными.

Первыми экспериментами, показавшими, что между электрическими и магнитными явлениями имеется связь, были опыты датского физика Ханса Кристиана Эрстеда. В своём знаменитом опыте, описываемом ныне во всех школьных учебниках физики и проведённом в 1820 году, он обнаружил, что провод, по которому идёт ток, действует на магнитную стрелку.

Эрстед не только провёл свой опыт, но и сделал правильный вывод: «электрический конфликт не ограничен проводящей проволокой, а имеет довольно обширную сферу активности вокруг этой проволоки». Переводя на современный язык, это можно понимать так: «действие тока есть не только внутри провода (его нагревание), но и вокруг (магнитное поле)».

Открытие Эрстеда вызвало необычайный интерес его современников-физиков и послужило началом ряда исследований, показавших сходство магнитного действия тока и действия постоянного магнита.

У многих возникал вопрос: а существует ли обратное действие, то есть постоянного магнита на проводник с током? Для поиска ответа проделаем опыт.

Положим на стол полосовой магнит, а над ним подвесим прямой жёсткий проводник на гибких проводах, подводящих ток, но дающих вместе с тем возможность проводнику поворачиваться. Как только мы подключим источник тока, проводник развернётся перпендикулярно к магниту. Другой вариант этого же опыта. Гибкий провод подвешен рядом с вертикально закреплённым магнитом. Когда по проводу идёт ток, то на каждый участок провода действует сила, разворачивающая его перпендикулярно к магниту. Поэтому провод и обвивается вокруг магнита, указывая на «круговой» характер магнитного поля.

Французский физик Доминик Франсуа Жан Араго провёл серию своих опытов. Он обмотал медной проволокой стеклянную трубку, в которую вставил железный стержень. Как только был включён ток, стержень сильно намагнитился и к его концу крепко прилипли железные ключи; когда выключили ток, ключи отпали. Так был изобретён электромагнит — устройство, создающее сильное магнитное поле.

Открытие АрагО заинтересовало его соотечественника Андре-Мари Ампера, и он провёл опыты с параллельными проводниками с токами и обнаружил их взаимодействие. Ампер показал, что если в проводниках идут токи одинаковых направлений, то такие проводники притягиваются друг к другу. В случае же токов противоположных направлений, их проводники отталкиваются.

Напомним, что согласно гипотезе Ампера в атомах и молекулах вещества в результате движения электронов возникают кольцевые токи. На рисунке показано, что в магнитах эти 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 (их называют также линиями магнитного поля). Магнитные линии — это воображаемые линии, вдоль которых расположились бы маленькие магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле.

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

Замкнутость линий магнитного поля представляет собой фундаментальное свойство магнитного поля. Оно свидетельствует о том, что магнитных зарядов, подобных электрическим, в природе нет. Источником магнитного поля являются движущиеся заряды и переменные электрические поля.

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

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, слева сильнее, чем справа.

Рассмотрим картину линий магнитного поля постоянного полосового магнита. Из курса физики 8 класса известно, 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.

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, а если из-за чертежа к нам — то точками. 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.

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.

На рисунке 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 видно, 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.

Основные выводы:

– Магнитное поле — это силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды.

– Для наглядного представления магнитного поля пользуются магнитными линиями. Магнитные линии — это воображаемые линии, вдоль которых расположились бы маленькие магнитные стрелки, помещенные в магнитное поле.

– Замкнутость линий магнитного поля представляет собой фундаментальное свойство магнитного поля. Оно свидетельствует о том, что магнитных зарядов, подобных электрическим, в природе нет.

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

– 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.

– Магнитные линии однородного магнитного поля параллельны друг другу и расположены с одинаковой густотой.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *