На рисунке представлены магнитные линии поля создаваемого. Магнитное поле и его графическое изображение

Темой этого урока будет магнитное поле и его графическое изображение. Мы обсудим неоднородное и однородное магнитное поле. Для начала дадим определение магнитному полю, расскажем, с чем оно связано и какими оно обладает свойствами. Научимся изображать его на графиках. Также узнаем, как определяется неоднородное и однородное магнитное поле.

Cегодня мы в первую очередь повторим, что такое магнитное поле. Магнитное поле - силовое поле, которое образуется вокруг проводника, по которому протекает электрический ток. Оно связано с движущимися зарядами .

Теперь необходимо отметить свойства магнитного поля . Вы знаете, что с зарядом связано несколько полей. В частности, электрическое поле. Но мы будем обсуждать именно магнитное поле, создаваемое движущимися зарядами. У магнитного поля несколько свойств. Первое: магнитное поле создается движущимися электрическими зарядами . Иными словами, магнитное поле образуется вокруг проводника, по которому протекает электрический ток. Следующее свойство, которое говорит, как магнитное поле определяется. Определяется оно по действию на другой движущийся электрический заряд. Или, говорят, на другой электрический ток. Наличие магнитного поля мы можем определить по действию на стрелку компаса, на т.н. магнитную стрелку.

Еще одно свойство: магнитное поле оказывает силовое действие . Поэтому говорят, что магнитное поле материально.

Эти три свойства являются отличительными чертами магнитного поля. После того, как мы определились с тем, что такое магнитное поле, и определили свойства такого поля, необходимо сказать, как магнитное поле исследуют. В первую очередь магнитное поле исследуется при помощи рамки с током. Если мы возьмем проводник, сделаем из этого проводника круглую или квадратную рамку и по этой рамке будем пропускать электрический ток, то в магнитном поле эта рамка будет определенным образом поворачиваться.

Рис. 1. Рамка с током поворачивается во внешнем магнитном поле

По тому, как поворачивается эта рамка, мы можем судить о магнитном поле . Только здесь есть одно важное условие: рамка должна быть очень маленькая или она должна быть очень малых размеров по сравнению с расстояниями, на которых мы изучаем магнитное поле. Такую рамку называют контур с током.

Исследовать магнитное поле мы можем и при помощи магнитных стрелок, размещая их в магнитном поле и наблюдая за их поведением.

Рис. 2. Действие магнитного поля на магнитные стрелки

Следующее, о чем мы будем говорить, о том, как можно изобразить магнитное поле. В результате исследований, которые были проведены в течение долгого времени, стало понятно, что магнитное поле удобно изображать при помощи магнитных линий. Чтобы пронаблюдать магнитные линии , проделаем один эксперимент. Для нашего эксперимента потребуется постоянный магнит, металлические железные опилки, стекло и лист белой бумаги.

Рис. 3. Железные опилки выстраиваются вдоль линий магнитного поля

Магнит накрываем стеклянной пластиной, а сверху кладем лист бумаги, белый лист бумаги. Сверху на лист бумаги сыплем железные опилки. В результате будет видно, как проявляются линии магнитного поля. То, что мы увидим, - это линии магнитного поля постоянного магнита. Их еще называют иногда спектром магнитных линий. Заметьте, что линии существуют по всем трем направлениям, не только в плоскости.

Магнитная линия - воображаемая линия, вдоль которой выстраивались бы оси магнитных стрелок.

Рис. 4. Схематическое изображение магнитной линии

Посмотрите, на рисунке представлено следующее: линия изогнутая, направление магнитной линии определяется направлением магнитной стрелки. Направление указывает северный полюс магнитной стрелки. Очень удобно изображать линии именно при помощи стрелок.

Рис. 5. Как обозначается направление силовых линий

Теперь поговорим о свойствах магнитных линий. Во-первых, у магнитных линий нет ни начала, ни конца. Это линии замкнутые. Раз магнитные линии замкнуты, то не существует магнитных зарядов.

Второе: это линии, которые не пересекаются, не прерываются, не свиваются каким-либо образом. При помощи магнитных линий мы можем характеризовать магнитное поле, представить себе не только его форму, но и говорить о силовом воздействии. Если изображать большую густоту таких линий, то в этом месте, в этой точке пространства, у нас силовое действие будет больше.

Если линии располагаются параллельно друг другу, их густота одинакова, то в этом случае говорят, что магнитное поле однородно . Если, наоборот, этого не выполняется, т.е. густота разная, линии искривлены, то такое поле будет называться неоднородным . В заключение урока хотелось бы обратить ваше внимание на следующие рисунки.

Рис. 6. Неоднородное магнитное поле

Во-первых, теперь мы уже знаем, что магнитные линии можно изображать стрелками. И рисунок представляет именно неоднородное магнитное поле. Густота в разных местах разная, значит, силовое воздействие этого поля на магнитную стрелку будет разным.

На следующем рисунке представлено уже однородное поле. Линии направлены в одну сторону, и их густота одинакова.

Рис. 7. Однородное магнитное поле

Однородное магнитное поле - это поле, которое встречается внутри катушки с большим числом витков или внутри прямолинейного, полосового магнита. Магнитное поле вне полосового магнита или то, что мы сегодня наблюдали на уроке, это поле неоднородное. Чтобы все это до конца усвоить, давайте посмотрим на таблицу.

Список дополнительной литературы:

Белкин И.К. Электрическое и магнитное поля // Квант. — 1984. — № 3. — С. 28-31. Кикоин А.К. Откуда берется магнетизм? // Квант. — 1992. — № 3. — С. 37-39,42 Леенсон И. Загадки магнитной стрелки // Квант. — 2009. — № 3. — С. 39-40. Элементарный учебник физики. Под ред. Г.С. Ландсберга. Т. 2. - М., 1974

Каталог заданий.
Задания Д13. Магнитное поле. Электромагнитная индукция

По лёгкой про­во­дя­щей рамке, рас­по­ло­жен­ной между по­лю­са­ми под­ко­во­об­раз­но­го магнита, про­пу­сти­ли элек­три­че­ский ток, на­прав­ле­ние ко­то­ро­го ука­за­но на ри­сун­ке стрелками.

Решение.

Магнитное поле будет на­прав­ле­но от се­вер­но­го по­лю­са маг­ни­та к юж­но­му (перпендикулярно сто­ро­не АБ рамки). На сто­ро­ны рамки с током дей­ству­ет сила Ампера, на­прав­ле­ние ко­то­рой опре­де­ля­ет­ся по пра­ви­лу левой руки, а ве­ли­чи­на равна где - сила тока в рамке, - ве­ли­чи­на маг­нит­ной ин­дук­ции поля магнита, - длина со­от­вет­ству­ю­щей сто­ро­ны рамки, - синус угла между век­то­ром маг­нит­ной ин­дук­ции и на­прав­ле­ни­ем тока. Таким образом, на АБ сто­ро­ну рамки и сто­ро­ну па­рал­лель­ную ей будут дей­ство­вать силы, рав­ные по величине, но про­ти­во­по­лож­ные по на­прав­ле­нию: на левую сто­ро­ну «от нас», а на пра­вую «на нас». На осталь­ные сто­ро­ны силы дей­ство­вать не будут, по­сколь­ку ток в них течет па­рал­лель­но си­ло­вым ли­ни­ям поля. Таким об­ра­зом рамка начнёт вра­щать­ся по ча­со­вой стрелке, если смот­реть сверху.

По мере по­во­ро­та направление силы будет ме­нять­ся и в тот момент, когда рамка повернётся на 90° вра­ща­ю­щий момент сме­нит направление, таким образом, рамка не будет про­во­ра­чи­вать­ся дальше. Не­ко­то­рое время рамка будет ко­ле­бать­ся в таком положении, а затем ока­жет­ся в положении, ука­зан­ном на ри­сун­ке 4.

Ответ: 4

Источник: ГИА по физике. Основная волна. Вариант 1313.

По ка­туш­ке идёт элек­три­че­ский ток, на­прав­ле­ние ко­то­ро­го по­ка­за­но на рисунке. При этом на кон­цах же­лез­но­го сер­деч­ни­ка катушки

1) образуются маг­нит­ные полюса: на конце 1 - се­вер­ный полюс; на конце 2 - южный

2) образуются маг­нит­ные полюса: на конце 1 - южный полюс; на конце 2 - северный

3) скапливаются элек­три­че­ские заряды: на конце 1 - от­ри­ца­тель­ный заряд; на конце 2 - положительный

4) скапливаются элек­три­че­ские заряды: на конце 1 - по­ло­жи­тель­ный заряд; на конце 2 - отрицательны

Решение.

При дви­же­нии за­ря­жен­ных ча­стиц все­гда воз­ни­ка­ет маг­нит­ное поле. Вос­поль­зу­ем­ся пра­ви­лом пра­вой руки для опре­де­ле­ния на­прав­ле­ния век­то­ра маг­нит­ной индукции: на­пра­вим паль­цы по линии тока, тогда ото­гну­тый боль­шой палец ука­жет на­прав­ле­ние век­то­ра маг­нит­ной индукции. Таким образом, линии маг­нит­ной ин­дук­ции на­прав­ле­ны из конца 1 к концу 2. Линии маг­нит­но­го поля вхо­дят в южный маг­нит­ный полюс и вы­хо­дят из северного.

Правильный ответ указан под номером 2.

Примечание.

Внутри магнита (катушки) линии маг­нит­но­го поля идут от южного полюса к северному.

Ответ: 2

Источник: ГИА по физике. Основная волна. Вариант 1326., ОГЭ-2019. Основная волна. Вариант 54416

На рисунке представлена картина линий магнитного поля от двух полосовых магнитов, полученная с помощью железных опилок. Каким полюсам полосовых магнитов, судя по расположению магнитной стрелки, соответствуют области 1 и 2?

1) 1 - северному полюсу; 2 - южному

2) 1 - южному; 2 - северному полюсу

3) и 1, и 2 - северному полюсу

4) и 1, и 2 - южному полюсу

Решение.

Поскольку магнитные линии замкнуты, полюса не могут быть одновременно южными или северными. Буква N (North) обозначает северный полюс, S (South) - южный. Северный полюс притягивается к южному. Следовательно, область 1 - южный полюс, область 2 - северный полюс.

Использование тестов на уроках дает возможность осуществлять реальную индивидуализацию и дифференциацию обучения; вносить своевременную коррекционную работу в процесс преподавания; достоверно оценивать и управлять качеством обучения. Предлагаемые тесты по теме “Магнитное поле” содержат по 10 заданий.

1. Магнит создает вокруг себя магнитное поле. Где будет проявляться действие этого поля наиболее сильно?

А. Около полюсов магнита.
Б. В центре магнита.
В.Действие магнитного поля проявляется равномерно в каждой точке магнита.

Верный ответ: А.

2. Можно ли пользоваться компасом на Луне для ориентирования на местности?

А. Нельзя.
Б. Можно.
В. Можно, но только на равнинах.

Верный ответ: А.

3. При каком условии магнитное поле появляется вокруг проводника?

А. Когда в проводнике возникает электрический ток.
Б. Когда проводник складывают вдвое.
В. Когда проводник нагревают.

Верный ответ: А.

А. Вверх.
Б. Вниз.
В. Направо.
Г. Налево.

Верный ответ: В.

5. Укажите фундаментальное свойство магнитного поля?

А. Его силовые линии всегда имеют источники: они начинаются на положительных зарядах и оканчиваются на отрицательных.
Б. Магнитное поле не имеет источников. Магнитных зарядов в природе нет.
В. Его силовые линии всегда имеют источники: они начинаются на отрицательных зарядах и оканчиваются на положительных.

Верный ответ: Б.

6.Выберите рисунок, где изображено магнитное поле.

Верный ответ: рис.2

7. По проволочному кольцу протекает ток. Укажите направление вектора магнитной индукции.

А. Вниз.
Б. Вверх.
В. Направо.

Верный ответ: Б.

8. Как ведут себя катушки с сердечниками, изображенные на рисунке.

А. Не взаимодействуют.
Б. Поворачиваются.
В. Отталкиваются.

Верный ответ: А.

9. Из катушки с током убрали железный сердечник. Как изменится картина магнитной индукции?

А. Густота магнитных линий многократно возрастет.
Б. Густота магнитных линий многократно уменьшится.
В. Картина магнитных линий не изменится.

Верный ответ: Б.

10. Каким способом можно изменить полюса магнитного катушки с током?

А. Ввести в катушку сердечник.
Б. Изменить направление тока в катушке.
В. Отключить источник тока.

Г. Увеличить силу тока.

Верный ответ: Б.

1. В Исландии и Франции морской компас начали использовать в 12-13 веках. Магнитный брусок закрепляли в центре деревянного креста, затем эту конструкцию помещали в воду, и крест, повернувшись, устанавливался в направлении север-юг. Каким полюсом магнитный брусок повернётся к северному магнитному полюсу Земли?

А. Северным.
Б. Южным.

Верный ответ: Б.

2. Какое вещество совсем не притягивается магнитом?

А. Железо.
Б. Никель.
В. Стекло.

Верный ответ: В.

3. Внутри стенового покрытия проложен изолированный провод. Как обнаружить местонахождения провода не нарушая стенового покрытия?

А. Поднести к стене магнитную стрелку. Проводник с током и стрелка будут взаимодействовать.
Б. Осветить стены. Усиление света укажет на нахождение провода.
В. Местонахождение провода нельзя определить, не ломая стенового покрытия.

Верный ответ: А.

4. На рисунке показано расположение магнитной стрелки. Как в точке А направлен вектор магнитной индукции?

А. Вниз.
Б. Вверх.
В. Направо.
Г. Налево.

Верный ответ: А.

5. В чем состоит особенность линий магнитной индукции?

А. Линии магнитной индукции начинаются на положительных зарядах, оканчиваются на отрицательных.
Б. Линии не имеют ни начала, ни конца. Они всегда замкнуты.

Верный ответ: Б.

6. Проводник с током расположен перпендикулярно плоскости. На каком рисунке линии магнитной индукции изображены правильно.

Рис.1 Рис.2 Рис.3 Рис.4

Верный ответ: рис. 4.

7. По проволочному кольцу протекает ток. Укажите направление тока, если вектор магнитной индукции направлен вверх.

А. Против часовой стрелки.
Б. По часовой стрелке.

Верный ответ: А.

8. Определите характер взаимодействия катушек, изображенных на рисунке.

А. Притягиваются.
Б. Отталкиваются.
В. Не взаимодействуют.

Верный ответ: Б.

9. Рамка с током в магнитном поле поворачивается. В каком приборе используется это явление?

А. Лазерный диск.
Б. Амперметр.
В. Электромагнит.

Верный ответ: Б.

10. Почему рамка с током, помещенная между полюсами постоянного магнита вращается?

А. Из-за взаимодействия магнитных полей рамки и магнита.
Б. Из-за действия электрического поля рамки на магнит.

В. Из-за действия магнитного поля магнита на заряд в витке.

Верный ответ: А.

Литература: Физика. 8 кл.: учебник для общеобразовательных документов/ А.В. Перышкин. - Дрофа, 2006.