Tema ove lekcije bit će magnetsko polje i njegov grafički prikaz. Razgovarat ćemo o nejednolikom i jednolikom magnetskom polju. Prvo, definirajmo magnetsko polje, recimo vam s čime je povezano i koja svojstva ima. Naučimo kako to prikazati na grafikonima. Također ćemo naučiti kako se određuje nejednoliko i homogeno magnetsko polje.
Danas ćemo prije svega ponoviti što je to magnetsko polje. Magnetsko polje - polje sile koje se stvara oko vodiča kroz koji teče električna struja. Povezan je s pokretnim nabojima.
Sada je potrebno napomenuti Svojstva magnetsko polje . Znate da naboj ima nekoliko povezanih polja. Konkretno, električno polje. Ali raspravljat ćemo upravo o magnetskom polju koje stvaraju pokretni naboji. Magnetsko polje ima nekoliko svojstava. Prvi: magnetsko polje nastaje kretanjem električnih naboja. Drugim riječima, oko vodiča kroz koji teče električna struja nastaje magnetsko polje. Sljedeće svojstvo koje govori kako se određuje magnetsko polje. Određuje se djelovanjem na drugi pokretni električni naboj. Ili, kažu, na drugu električnu struju. Prisutnost magnetskog polja možemo odrediti djelovanjem na iglu kompasa, na tzv. magnetska igla.
Još jedna nekretnina: magnetsko polje djeluje silom. Stoga kažu da je magnetsko polje materijalno.
Ova tri svojstva su obilježja magnetskog polja. Nakon što smo odlučili što je magnetsko polje i odredili svojstva takvog polja, potrebno je reći kako se proučava magnetsko polje. Prije svega, magnetsko polje se proučava pomoću okvira s strujom. Ako uzmemo vodič, od tog vodiča napravimo okrugli ili kvadratni okvir i kroz taj okvir pustimo električnu struju, tada će se u magnetskom polju ovaj okvir okretati na određeni način.
Riža. 1. Okvir u kojem teče struja rotira u vanjskom magnetskom polju
Možemo suditi po načinu na koji se ovaj okvir okreće magnetsko polje. Samo ovdje postoji jedan važan uvjet: okvir mora biti vrlo malen ili mora biti vrlo male veličine u usporedbi s udaljenostima na kojima proučavamo magnetsko polje. Takav okvir naziva se strujni krug.
Također možemo proučavati magnetsko polje pomoću magnetskih igala, stavljajući ih u magnetsko polje i promatrajući njihovo ponašanje.
Riža. 2. Djelovanje magnetskog polja na magnetske igle
Sljedeća stvar o kojoj ćemo govoriti je kako prikazati magnetsko polje. Kao rezultat dugotrajnog istraživanja postalo je jasno da se magnetsko polje može prikladno prikazati pomoću magnetskih linija. Promatrati magnetske linije, napravimo jedan eksperiment. Za naš eksperiment trebat će nam trajni magnet, strugotine od metala, staklo i list bijelog papira.
Riža. 3. Željezne strugotine poredane duž linija magnetskog polja
Pokrijte magnet staklenom pločom, a na vrh stavite list papira, bijeli list papira. Na list papira pospite željezne strugotine. Kao rezultat, vidjet ćete kako se pojavljuju linije magnetskog polja. Ono što ćemo vidjeti su linije magnetskog polja trajnog magneta. Ponekad se nazivaju i spektrom magnetskih linija. Primijetite da linije postoje u sva tri smjera, ne samo u ravnini.
Magnetska linija- zamišljena linija duž koje bi se poredale osi magnetskih igala.
Riža. 4. Shematski prikaz magnetskog voda
Pogledajte, slika pokazuje sljedeće: linija je zakrivljena, smjer magnetske linije određen je smjerom magnetske strelice. Smjer je označen sjevernim polom magnetske igle. Vrlo je prikladno prikazati linije pomoću strelica.
Riža. 5. Kako se označava smjer linija polja?
Razgovarajmo sada o svojstvima magnetskih vodova. Prvo, magnetske linije nemaju ni početak ni kraj. To su zatvorene linije. Budući da su magnetske linije zatvorene, tada nema magnetskih naboja.
Drugi: to su linije koje se ne sijeku, ne prekidaju, ne uvijaju u svakom slucaju. Uz pomoć magnetskih linija možemo karakterizirati magnetsko polje, zamisliti ne samo njegov oblik, već i govoriti o učinku sile. Ako prikažemo veću gustoću takvih linija, tada ćemo na ovom mjestu, u ovoj točki prostora, imati veće djelovanje sile.
Ako su linije paralelne jedna s drugom, njihova gustoća je ista, onda u ovom slučaju to kažu magnetsko polje je jednoliko. Ako, naprotiv, ovo nije ispunjeno, tj. gustoća je drugačija, linije su zakrivljene, tada će se takvo polje zvati heterogena. Na kraju lekcije, želio bih vam skrenuti pozornost na sljedeće crteže.
Riža. 6. Nehomogeno magnetsko polje
Prvo, sada to već znamo magnetske linije može se prikazati strelicama. A brojka predstavlja upravo nejednoliko magnetsko polje. Gustoća je različita na različitim mjestima, što znači da će djelovanje sile ovog polja na magnetsku iglu biti različito.
Sljedeća slika prikazuje homogeno polje. Linije su usmjerene u jednom smjeru, a njihova gustoća je ista.
Riža. 7. Jednoliko magnetsko polje
Uniformno magnetsko polje je polje koje se javlja unutar zavojnice sa veliki broj okreta ili unutar pravog magneta. Magnetsko polje izvan trakastog magneta, ili ono što smo danas vidjeli u razredu, je nejednoliko polje. Da bismo sve ovo u potpunosti razumjeli, pogledajmo tablicu.
Popis dodatne literature:
Belkin I.K. Električna i magnetska polja // Quantum. - 1984. - br. 3. - str. 28-31. Kikoin A.K. Odakle dolazi magnetizam? // Quantum. - 1992. - No. 3. - P. 37-39.42 Leenson I. Misterije magnetske igle // Quantum. - 2009. - br. 3. - str. 39-40. Elementarni udžbenik fizike. ur. G.S. Landsberg. T. 2. - M., 1974
Katalog zadataka.
Zadaci D13. Magnetsko polje. Elektromagnetska indukcija
Riješite testove na ovim zadacima
Povratak na katalog zadataka
Verzija za ispis i kopiranje u MS Wordu
Kroz svjetlovodni okvir koji se nalazi između polova potkovastog magneta propuštena je električna struja čiji je smjer na slici označen strelicama.
Riješenje.
Magnetsko polje bit će usmjereno od sjevernog pola magneta prema južnom (okomito na stranicu AB okvira). Na strane okvira s strujom djeluje Amperova sila čiji je smjer određen pravilom lijeve ruke, a veličina je jednaka gdje je jakost struje u okviru, veličina magnetske indukcije magnetskog polja, je duljina odgovarajuće stranice okvira, je sinus kuta između vektora magnetske indukcije i smjera struje . Tako će na AB stranu okvira i s njom paralelnu stranu djelovati sile jednake veličine, ali suprotnog smjera: s lijeve strane “od nas”, a s desne strane “na nas”. Na preostale strane sile neće djelovati, jer struja u njima teče paralelno s linijama polja. Tako će se okvir početi okretati u smjeru kazaljke na satu gledano odozgo.
Kako se okrećete mijenjat će se smjer sile i u trenutku kada se okvir okrene za 90° moment će promijeniti smjer pa se okvir neće dalje okretati. Okvir će neko vrijeme oscilirati u tom položaju, a zatim će završiti u položaju prikazanom na slici 4.
Odgovor: 4
Izvor: Državna akademija za fiziku. Glavni val. Opcija 1313.
Kroz zavojnicu teče električna struja čiji je smjer prikazan na slici. Istodobno, na krajevima željezne jezgre zavojnice
1) formiraju se magnetski polovi: na kraju 1 - sjeverni pol; na kraju 2 - južni
2) formiraju se magnetski polovi: na kraju 1 - južni pol; na kraju 2 - sjeverni
3) nakupljaju se električni naboji: na kraju 1 - negativni naboj; na kraju 2 je pozitivan
4) nakupljaju se električni naboji: na kraju 1 - pozitivan naboj; na kraju 2 - negativno
Riješenje.
Kad se nabijene čestice kreću, uvijek nastaje magnetsko polje. Upotrijebimo pravilo desne ruke za određivanje smjera vektora magnetske indukcije: usmjerimo prste duž strujne linije, tada će savijeni palac pokazati smjer vektora magnetske indukcije. Dakle, linije magnetske indukcije usmjerene su od kraja 1 prema kraju 2. Silnice magnetskog polja ulaze u južni magnetski pol, a izlaze iz sjevernog.
Točan odgovor je označen pod brojem 2.
Bilješka.
Unutar magneta (zavojnice), linije magnetskog polja idu od južnog do sjevernog pola.
Odgovor: 2
Izvor: Državna akademija za fiziku. Glavni val. Opcija 1326., OGE-2019. Glavni val. Opcija 54416
Na slici je prikazana slika linija magnetskog polja iz dva trakasta magneta dobivena pomoću željeznih strugotina. Sudeći po položaju magnetske igle, koji polovi trakastih magneta odgovaraju područjima 1 i 2?
1) 1 - sjeverni pol; 2 - jug
2) 1 - južni; 2 - sjeverni pol
3) i 1 i 2 - na sjeverni pol
4) i 1 i 2 - prema južnom polu
Riješenje.
Budući da su magnetske linije zatvorene, polovi ne mogu biti istovremeno južni i sjeverni. Slovo N (Sjever) označava sjeverni pol, S (Jug) južni. Sjeverni pol privlači Južni pol. Prema tome, regija 1 je južni pol, regija 2 je sjeverni pol.
Korištenje testova u nastavi omogućuje stvarnu individualizaciju i diferencijaciju učenja; pravodobno uvoditi korektivni rad u nastavni proces; pouzdano procijeniti i upravljati kvalitetom obuke. Predloženi testovi na temu “Magnetsko polje” sadrže 10 zadataka.
Test br. 1
1. Magnet stvara magnetsko polje oko sebe. Gdje će učinak ovog polja biti najsnažniji?
A. U blizini polova magneta.
B. U središtu magneta.
B. Djelovanje magnetskog polja očituje se jednoliko u svakoj točki magneta.
Točan odgovor: A.
2. Može li se na Mjesecu za orijentaciju koristiti kompas?
A. Ne možete.
B. Moguće je.
B. Moguće je, ali samo na ravnici.
Točan odgovor: A.
3. Pod kojim se uvjetom oko vodiča javlja magnetsko polje?
A. Kada se u vodiču pojavi električna struja.
B. Kad je provodnik preklopljen na pola.
B. Kad se vodič zagrije.
Točan odgovor: A.
A. Gore.
B. Dolje.
B. Desno.
G. Lijevo.
Točan odgovor: B.
5. Navedite temeljno svojstvo magnetskog polja?
A. Njegove linije sile uvijek imaju izvore: počinju na pozitivnim nabojima i završavaju na negativnim.
B. Magnetsko polje nema izvora. U prirodi nema magnetskih naboja.
B. Njegove linije sile uvijek imaju izvore: počinju na negativnim nabojima, a završavaju na pozitivnim.
Točan odgovor: B.
6. Odaberite sliku koja prikazuje magnetsko polje.
Točan odgovor: sl. 2
7. Struja teče kroz žičani prsten. Označite smjer vektora magnetske indukcije.
Dolje.
B. Gore.
B. Desno.
Točan odgovor: B.
8. Kako se ponašaju zavojnice s jezgrama prikazane na slici?
A. Oni ne djeluju međusobno.
B. Okreni se.
B. Odguruju se.
Točan odgovor: A.
9. Željezna jezgra je uklonjena sa svitka kroz koji teče struja. Kako će se promijeniti obrazac magnetske indukcije?
A. Gustoća magnetskih linija višestruko će se povećati.
B. Gustoća magnetskih linija višestruko će se smanjiti.
B. Uzorak magnetskih linija neće se promijeniti.
Točan odgovor: B.
10. Kako se mogu promijeniti polovi magnetske zavojnice s strujom?
A. Umetnite jezgru u zavojnicu.
B. Promjena smjera struje u zavojnici.
B. Isključite izvor napajanja.
D. Povećajte struju.
Točan odgovor: B.
Test br. 2
1. Na Islandu i u Francuskoj pomorski kompas počeo se koristiti u 12. i 13. stoljeću. Magnetna šipka je pričvršćena u središte drvenog križa, zatim je ova struktura postavljena u vodu, a križ je, okrećući se, postavljen u smjeru sjever-jug. Koji će pol okrenuti magnetska poluga prema sjevernom magnetskom polu Zemlje?
A. Sjeverni.
B. Južni.
Točan odgovor: B.
2. Koju tvar uopće ne privlači magnet?
A. Željezo.
B. Nikal.
B. Staklo.
Točan odgovor: B.
3. Izolirana žica položena je unutar zidne obloge. Kako locirati žice bez ometanja zidne obloge?
A. Prinesite magnetsku iglu zidu. Provodnik s strujom i strelica će međusobno utjecati.
B. Osvijetlite zidove. Povećanje svjetla pokazat će mjesto žice.
B. Mjesto žice ne može se odrediti bez razbijanja zidne obloge.
Točan odgovor: A.
4. Slika prikazuje mjesto magnetske igle. Koji je smjer vektora magnetske indukcije u točki A?
Dolje.
B. Gore.
B. Desno.
G. Lijevo.
Točan odgovor: A.
5. Koja je osobitost linija magnetske indukcije?
A. Linije magnetske indukcije počinju na pozitivnim nabojima, a završavaju na negativnim.
B. Crte nemaju ni početka ni kraja. Uvijek su zatvorene.
Točan odgovor: B.
6. Vodič sa strujom nalazi se okomito na ravninu. Na kojoj su slici ispravno prikazane linije magnetske indukcije?
Sl.1 Sl.2 Sl.3 Sl.4
Točan odgovor: riža. 4.
7. Struja teče kroz žičani prsten. Označite smjer struje ako je vektor magnetske indukcije usmjeren prema gore.
A. U smjeru suprotnom od kazaljke na satu.
B. U smjeru kazaljke na satu.
Točan odgovor: A.
8. Odredite prirodu međudjelovanja zavojnica prikazanih na slici.
A. Privlače se.
B. Odguruju se.
B. Oni ne djeluju međusobno.
Točan odgovor: B.
9. Okvir sa strujom u magnetskom polju se okreće. Koji uređaj koristi ovaj fenomen?
A. Laserski disk.
B. Ampermetar.
B. Elektromagnet.
Točan odgovor: B.
10. Zašto okvir sa strujom postavljen između polova stalnog magneta rotira?
A. Zbog međudjelovanja magnetskih polja okvira i magneta.
B. Zbog akcije električno polje magnetski okviri.
B. Zbog djelovanja magnetskog polja magneta na naboj u zavojnici.
Točan odgovor: A.
Književnost: Fizika. 8. razred: udžbenik za dokumente općeg obrazovanja / A.V. Periškin. - Droplja, 2006.
