Магнитное поле. Магнитное поле прямого тока. Магнитные линии

Магнитное поле.

Магнитное поле прямого тока.

Магнитные линии

Физика, 8 класс

ЕСЬКОВА НАДЕЖДА ДМИТРИЕВНА

МБОУ «ШКОЛА №30 Г.ДОНЕЦКА»

Чтобы изучить данный материал, вы можете :

• Прочитать §§ 50-51 учебника.
• Просмотреть видео

« Магнитное поле прямолинейного тока. Магнитное поле катушки с током »

https:// www.youtube.com/watch?v=b8XlcYaYUf0&list=PLHYZenZg0FRmkxDtN1LoaHm2IaD1axvOe&index=68

«Опыты по физике. Опыт Эрстеда»

https:// www.youtube.com/watch?v=kq4W_AfxMug

«Получение картины магнитного поля прямого тока»

https:// www.youtube.com/watch?v=Pwpk_rTrllc

• Ознакомиться с данной презентацией.

Согласно некоторым оценкам, магнетит или магнитный железняк впервые был открыт в Китае за четыре тысячи лет до н. э.

Например, легендарный китайский император Хуан-ди использовал компас во время битвы.

Китайские мореплаватели конца второго тысячелетия до н. э. использовали компас для морской навигации. В целом, время его изобретения оценивается между 2637 и 1100 годами до н. э.

Время создания индийского компаса доподлинно неизвестно, но он упоминался уже в VI веке нашей эры в некоторых тамильских книгах по морской навигации под названием «рыбья машина» В военном руководстве, датируемом 1044 годом был описан подобный компас в виде рыбы с головой из намагниченного железа, помещенной плавать в чашу.

Европейцы в XII веке в качестве компаса использовали иглу, плавающую в чаше.

Старинная легенда рассказывает о пастухе по имени Магнус . Он обнаружил однажды, что железный наконечник его палки и гвозди сапог притягиваются к чёрному камню. Этот камень стали называть «камнем Магнуса» или просто «магнитом».

Но известно и другое предание, которое гласит о том, что слово «магнит» произошло от названия местности, где добывали железную руду – холмы Магнезии в Малой Азии. Об этом упоминал философ и физик Фалес в VI веке до н.э.

Таким образом, за много веков до нашей эры было известно, что некоторые каменные породы обладают свойством притягивать куски железа.

Первое научное изучение свойств магнита было предпринято в 13 веке ученым Петром Перегрином. В 1269 году вышло его сочинение «Книга о магните», где он писал о многих фактах магнетизма: у магнита есть два полюса, которые ученый назвал северным и южным; невозможно отделить полюса друг от друга разламыванием. Перегрин писал и о двух видах взаимодействия полюсов — притяжении и отталкивании.

При прохождении тока по проводнику, можно наблюдать его различные действия: тепловое, химическое, магнитное .

Магнитное действие проявляется всегда, когда существует электрический ток.

Для изучения магнитного действия тока используют магнитную стрелку.

• Она имеет два полюса: северный (обозначается буквой N, окрашен в синий цвет) и южный (обозначается буквой S, окрашен в красный цвет)
• Также у нее имеется ось — линия, соединяющая полюсы.
• Такая стрелка является основной частью любого компаса.

В 1820 году ученый Ханс Кристиан Эрстед установил, что проводник с током и магнитная стрелка взаимодействуют друг с другом.

• При замыкании цепи магнитная стрелка повернется на 90° и будет перпендикулярна проводнику.
• Если разомкнуть цепь, то стрелка вернется в начальное положение
• Если поменять направление тока на противоположное, то стрелка повернется в другую сторону

Опыт Эрстеда устанавливает связь между электрическими и магнитными явлениями.

Вокруг проводника с электрическим током существует магнитное поле . Именно оно действует на магнитную стрелку.

Магнитное поле – это особый вид материи, который существует вокруг любого проводника с током, то есть вокруг движущихся электрических зарядов.

О существовании такой связи догадывались ещё первые исследователи, которых поражала аналогия электрических и магнитных явлений, например, притягивание и отталкивание: в электричестве – разноимённых и одноимённых зарядов, а в магнетизме – разноимённых и одноимённых полюсов.

Неподвижные электрические заряды создают электрическое поле

Движущиеся электрические заряды создают электрическое и магнитное поле

Это означает, что вокруг проводника с током (т.е. движущихся зарядов) существует как электрическое, так и магнитное поле. Поэтому электрический ток считают источником магнитного поля.

Обнаружить магнитное поле вокруг металлического проводника с током можно, используя мелкие железные опилки.

https://www.youtube.com/watch?v=Pwpk_rTrllc

Опилки выстраиваются в замкнутые линии, образующие концентрические окружности с центром в проводнике с током, в плоскости, перпендикулярной проводнику. Эти линии будут сгущаться ближе к проводнику.

Железные опилки в магнитном поле ведут себя как маленькие магнитные стрелки

Чтобы описать магнитное поле и созданные им окружности из железных опилок, мы введем новое определение – магнитные линии .

Магнитные линии (линии магнитного поля) – это линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются оси маленьких магнитных стрелок.

Направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки в каждой точке поля, принято за направление магнитной линии магнитного поля.

Чтобы изобразить направление тока в проводнике, перпендикулярного плоскости листа или экрана, введем обозначение

Направление магнитных линий магнитного поля тока связано с направлением тока в проводнике.

Чтобы запомнить, как соотносятся направление тока в проводнике и направление магнитных линий, можно воспользоваться простыми способами — правилом буравчика или правилом правой руки .

Правило буравчика : если правой рукой вкручивать буравчик (винт, штопор) острием по направлению тока, то ваш большой палец будет поворачиваться по направлению магнитных линий.

Ток направлен от нас, магнитная линия направлена по часовой стрелке (вкручиваем буравчик)

Ток направлен к нам, магнитная линия направлена против часовой стрелки (выкручиваем буравчик)

Правило правой руки : если обхватить правой рукой прямой проводник с током с отставленным большим пальцем так, чтобы он совпадал с направлением тока, то ваши четыре пальца покажут направление магнитных линий.

Для самопроверки выполните тест:

1. Магнитные линии магнитного поля — это линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются

• А) Оси маленьких магнитных стрелок
• Б) Магниты
• В) Проводники с током

2. Магнитные линии магнитного поля прямого тока представляют собой

• А) Незамкнутые кривые линии
• Б) Концентрические окружности в плоскости, перпендикулярной проводнику
• В) Параллельные прямые, перпендикулярные проводнику

3. Направление электрического тока в проводнике и направление магнитных линий

• А) Совпадают в случае с прямым проводником с током
• Б) Связаны между собой
• В) Не зависят друг от друга

4. За направление магнитной линии принято направление, которое

• А) Указывает северный полюс магнитной стрелки в каждой точке поля
• Б) Указывает южный полюс магнитной стрелки в каждой точке поля
• В) Совпадает с направлением тока в проводнике

5. Правила буравчика: если правой рукой вкручивать буравчик (винт, штопор) острием по направлению тока, то ваш большой палец будет поворачиваться

• А) Против часовой стрелки
• Б) По часовой стрелке
• В) По направлению магнитных линий
• Г) Против направления магнитных линий

6. Правило правой руки: если обхватить правой рукой прямой проводник с током с отставленным большим пальцем так, чтобы он совпадал с _ 1 ____ , то ваши четыре пальца покажут___ 2 __.

7. Определите направление тока в проводниках, изображенных на рисунке. Маленькие кружочки в центре изображают сечения проводов, а большие круги со стрелками — направление магнитных линий (можно описать, а можно изобразить на рисунке)

8. В какую сторону будет повернут северный конец магнитной стрелки, расположенной под проводником, после замыкания ключа в цепи, изображенной на рисунке?

• А) На запад (к нам)
• Б) На восток (от нас)
• В) На юг (повернется на 180°)
• Г) Останется в прежнем положении

Список литературы и ссылки на интернет-источники :

• Физика: 8 класс: учебник / И.М.Перышкин, А.И. Иванов. – Москва: Просвещение, 2022 – 255с.
• https:// videouroki.net/video/34-magnitnoe-pole-magnitnoe-pole-pryamogo-toka-magnitnye-linii.html
• https:// www.yaklass.ru/p/fizika/8-klass/magnitnye-iavleniia-18851/magnitnoe-pole-napravlenie-magnitnykh-linii-174787/re-98ff954e-a2ae-429c-8c1f-fb1c39982121
• https://obrazavr.ru/fizika/8-klass/elektromagnitnye-yavleniya/vvedenie-elektromagnitnye-yavleniya/magnitnoe-pole/