Attēlā parādītas ģenerētā lauka magnētiskās līnijas. Magnētiskais lauks un tā grafiskais attēlojums

Šīs nodarbības tēma būs magnētiskais lauks un tā grafiskais attēlojums. Mēs apspriedīsim nehomogēnu un vienmērīgu magnētisko lauku. Sākumā mēs sniegsim magnētiskā lauka definīciju, pateiksim, ar ko tas ir saistīts un kādas tam piemīt īpašības. Mācīsimies to attēlot diagrammās. Mēs arī uzzināsim, kā tiek noteikts nehomogēns un vienmērīgs magnētiskais lauks.

Šodien mēs vispirms atkārtosim, kas ir magnētiskais lauks. Magnētiskais lauks - spēka lauks, kas veidojas ap vadītāju, caur kuru plūst elektriskā strāva. Tas ir saistīts ar lādiņu pārvietošanu..

Tagad ir nepieciešams atzīmēt īpašības magnētiskais lauks . Jūs zināt, ka ar maksu ir saistīti vairāki lauki. Jo īpaši elektriskais lauks. Bet mēs apspriedīsim tieši magnētisko lauku, ko rada kustīgi lādiņi. Magnētiskajam laukam ir vairākas īpašības. Pirmkārt: magnētisko lauku rada kustīgi elektriskie lādiņi. Citiem vārdiem sakot, ap vadītāju veidojas magnētiskais lauks, caur kuru plūst elektriskā strāva. Nākamais īpašums, kas norāda, kā tiek definēts magnētiskais lauks. To nosaka darbība uz citu kustīgu elektrisko lādiņu. Vai, viņi saka, uz citu elektrisko strāvu. Magnētiskā lauka esamību varam noteikt pēc darbības uz kompasa adatas, uz tā saukto. magnētiskā adata.

Vēl viens īpašums: magnētiskais lauks iedarbojas uz spēku. Tāpēc viņi saka, ka magnētiskais lauks ir materiāls.

Šīs trīs īpašības ir magnētiskā lauka pazīmes. Pēc tam, kad esam izlēmuši, kas ir magnētiskais lauks, un noteikuši šāda lauka īpašības, ir jāpasaka, kā tiek pētīts magnētiskais lauks. Pirmkārt, magnētiskais lauks tiek pētīts, izmantojot cilpu ar strāvu. Ja mēs ņemam vadītāju, no šī vadītāja izveidojam apaļu vai kvadrātveida rāmi un caur šo rāmi izlaižam elektrisko strāvu, tad magnētiskajā laukā šis rāmis noteiktā veidā griezīsies.

Rīsi. 1. Rāmis ar strāvu griežas ārējā magnētiskajā laukā

Pēc tā, kā šis rāmis griežas, mēs varam spriest magnētiskais lauks. Tikai šeit ir viens svarīgs nosacījums: rāmim jābūt ļoti mazam vai tam jābūt ļoti mazam, salīdzinot ar attālumiem, kuros mēs pētām magnētisko lauku. Šādu rāmi sauc par strāvas cilpu.

Magnētisko lauku varam izpētīt arī ar magnētisko adatu palīdzību, ievietojot tās magnētiskajā laukā un vērojot to uzvedību.

Rīsi. 2. Magnētiskā lauka darbība uz magnētiskajām adatām

Nākamā lieta, par ko mēs runāsim, ir tas, kā var attēlot magnētisko lauku. Ilgstošu pētījumu rezultātā kļuva skaidrs, ka magnētiskais lauks ir ērti attēlots, izmantojot magnētiskās līnijas. Novērot magnētiskās līnijas Veiksim vienu eksperimentu. Mūsu eksperimentam mums būs nepieciešams pastāvīgais magnēts, metāla dzelzs vīles, stikls un balta papīra lapa.

Rīsi. 3. Dzelzs vīles sarindojas gar magnētiskā lauka līnijām

Mēs pārklājam magnētu ar stikla plāksni, un virsū uzliekam papīra lapu, baltu papīra lapu. Uz papīra lapas uzkaisa dzelzs vīles. Rezultātā būs redzams, kā parādās magnētiskā lauka līnijas. Mēs redzēsim pastāvīgā magnēta magnētiskā lauka līnijas. Tos dažreiz sauc arī par magnētisko līniju spektru. Ņemiet vērā, ka līnijas pastāv visos trīs virzienos, ne tikai plaknē.

magnētiskā līnija- iedomāta līnija, pa kuru sarindotos magnētisko bultu asis.

Rīsi. 4. Magnētiskās līnijas shematisks attēlojums

Skatieties, attēlā redzams sekojošais: līnija ir izliekta, magnētiskās līnijas virzienu nosaka magnētiskās adatas virziens. Virziens norāda magnētiskās adatas ziemeļpolu. Ar bultiņu palīdzību ir ļoti ērti attēlot līnijas.

Rīsi. 5. Kā norādīts spēka līniju virziens

Tagad parunāsim par magnētisko līniju īpašībām. Pirmkārt, magnētiskajām līnijām nav ne sākuma, ne beigu. Tās ir slēgtas līnijas. Tā kā magnētiskās līnijas ir aizvērtas, magnētisko lādiņu nav.

Otrkārt: tās ir līnijas, kas nekrustojas, nelūzt, nevērpjas jebkādā veidā. Ar magnētisko līniju palīdzību varam raksturot magnētisko lauku, iedomāties ne tikai tā formu, bet arī runāt par spēka efektu. Ja mēs attēlosim lielāku šādu līniju blīvumu, tad šajā vietā, šajā telpas punktā, mums būs lielāka spēka darbība.

Ja līnijas ir paralēlas viena otrai, to blīvums ir vienāds, tad šajā gadījumā viņi to saka magnētiskais lauks ir vienmērīgs. Ja, gluži pretēji, tas tā nav, t.i. blīvums ir atšķirīgs, līnijas ir izliektas, tad šāds lauks tiks saukts neviendabīgs. Nodarbības beigās es vēlos vērst jūsu uzmanību uz šādiem skaitļiem.

Rīsi. 6. Nehomogēns magnētiskais lauks

Pirmkārt, mēs tagad to zinām magnētiskās līnijas var attēlot ar bultiņām. Un skaitlis precīzi attēlo nehomogēnu magnētisko lauku. Blīvums dažādās vietās ir atšķirīgs, kas nozīmē, ka šī lauka spēka ietekme uz magnētisko adatu būs atšķirīga.

Nākamajā attēlā parādīts jau viendabīgs lauks. Līnijas ir vērstas vienā virzienā, un to blīvums ir vienāds.

Rīsi. 7. Vienmērīgs magnētiskais lauks

Vienmērīgs magnētiskais lauks ir lauks, kas rodas spoles iekšpusē ar liels skaits pagriežas vai taisna, stieņa magnēta iekšpusē. Magnētiskais lauks ārpus sloksnes magnēta jeb tas, ko mēs šodien novērojām nodarbībā, šis lauks ir neviendabīgs. Lai to visu pilnībā izprastu, apskatīsim tabulu.

Papildliteratūras saraksts:

Belkins I.K. Elektriskie un magnētiskie lauki // Kvant. - 1984. - Nr.3. - S. 28-31. Kikoins A.K. No kurienes rodas magnētisms? // Kvants. - 1992. - Nr.3. - P. 37-39,42 Lēnsons I. Magnētiskās adatas noslēpumi // Kvant. - 2009. - Nr.3. - S. 39-40. Fizikas pamatmācību grāmata. Ed. G.S. Landsbergs. T. 2. - M., 1974. gads

Darba katalogs.
Uzdevumi D13. Magnētiskais lauks. Elektromagnētiskā indukcija

Elektriskā strāva tika nodota pa gaismu vadošu rāmi, kas atrodas starp pakava magnēta poliem, kura virzienu attēlā norāda bultiņas.

Risinājums.

Magnētiskais lauks tiks virzīts no magnēta ziemeļpola uz dienvidiem (perpendikulāri rāmja AB pusei). Ampēra spēks iedarbojas uz rāmja sāniem ar strāvu, kuras virzienu nosaka kreisās rokas likums, un vērtība ir . Tādējādi rāmja AB pusē un tai paralēlajā pusē darbosies spēki, kas vienādi pēc lieluma, bet pretēji virzienam: kreisajā pusē “no mums” un labajā pusē “uz mums”. Spēki nedarbosies uz pārējām pusēm, jo ​​tajās esošā strāva plūst paralēli spēka lauka līnijām. Tādējādi rāmis sāks griezties pulksteņrādītāja virzienā, skatoties no augšas.

Tam griežoties, spēka virziens mainīsies un brīdī, kad rāmis pagriežas par 90°, griezes moments mainīs virzienu, tāpēc rāmis vairs negriezīsies. Kādu laiku rāmis šajā pozīcijā svārstīsies, un pēc tam tas būs 4. attēlā norādītajā pozīcijā.

Atbilde: 4

Avots: GIA in Physics. galvenais vilnis. 1313. variants.

Caur spoli plūst elektriskā strāva, kuras virziens ir parādīts attēlā. Tajā pašā laikā spoles dzelzs serdes galos

1) veidojas magnētiskie stabi: beigās 1 - ziemeļpols; beigās 2 - dienvidi

2) veidojas magnētiskie stabi: beigās 1 - dienvidu pols; beigās 2 - ziemeļu

3) uzkrājas elektriskie lādiņi: beigās 1 - negatīvs lādiņš; beigas 2 - pozitīvs

4) uzkrājas elektriskie lādiņi: beigās 1 - pozitīvs lādiņš; 2 beigās - negatīvs

Risinājums.

Kad lādētas daļiņas pārvietojas, vienmēr rodas magnētiskais lauks. Magnētiskās indukcijas vektora virziena noteikšanai izmantosim labās rokas likumu: virzīsim pirkstus pa strāvas līniju, tad saliektais īkšķis norādīs magnētiskās indukcijas vektora virzienu. Tādējādi magnētiskās indukcijas līnijas ir vērstas no gala 1 uz galu 2. Magnētiskā lauka līnijas ieiet dienvidu magnētiskajā polā un iziet no ziemeļiem.

Pareizā atbilde ir numurēta 2.

Piezīme.

Magnēta (spoles) iekšpusē magnētiskā lauka līnijas iet no dienvidu pola uz ziemeļiem.

Atbilde: 2

Avots: GIA in Physics. galvenais vilnis. Opcija 1326., OGE-2019. galvenais vilnis. Variants 54416

Attēlā parādīts divu stieņu magnētu magnētiskā lauka līniju modelis, kas iegūts, izmantojot dzelzs vīles. Kuri stieņa magnētu stabi, spriežot pēc magnētiskās adatas atrašanās vietas, atbilst apgabalam 1 un 2?

1) 1 - ziemeļpols; 2 - dienvidi

2) 1 - dienvidi; 2 - ziemeļpols

3) gan 1, gan 2 - uz ziemeļpolu

4) gan 1, gan 2 - uz dienvidu polu

Risinājums.

Tā kā magnētiskās līnijas ir slēgtas, stabi nevar vienlaikus atrasties gan dienvidos, gan ziemeļos. Burts N (Ziemeļi) apzīmē ziemeļpolu, S (Dienvidi) – dienvidus. Ziemeļpolu piesaista dienvidi. Tāpēc 1. apgabals ir dienvidu pols, 2. apgabals ir ziemeļpols.

Testu izmantošana klasē ļauj veikt reālu mācību individualizāciju un diferenciāciju; laicīgi veikt koriģējošus darbus mācību procesā; ticami novērtēt un vadīt izglītības kvalitāti. Piedāvātie testi par tēmu “Magnētiskais lauks” satur 10 uzdevumus.

1. Magnēts ap sevi rada magnētisko lauku. Kur šīs jomas darbība izpaudīsies visspēcīgāk?

A. Blakus magnēta poliem.
B. Magnēta centrā.
C. Magnētiskā lauka darbība izpaužas vienmērīgi katrā magnēta punktā.

Pareizā atbilde: A.

2. Vai ir iespējams izmantot kompasu uz Mēness, lai pārvietotos pa reljefu?

A. Tu nevari.
B. Jūs varat.
B. Tas ir iespējams, bet tikai līdzenumos.

Pareizā atbilde: A.

3. Kādos apstākļos ap vadītāju parādās magnētiskais lauks?

A. Kad vadītājā rodas elektriskā strāva.
B. Kad vadītājs ir salocīts uz pusēm.
B. Kad vadītājs ir uzkarsēts.

Pareizā atbilde: A.

A. Uz augšu.
B. Uz leju.
B. Pareizi.
G. Pa kreisi.

Pareizā atbilde: B.

5. Norādiet magnētiskā lauka pamatīpašību?

A. Tā spēka līnijām vienmēr ir avoti: tās sākas ar pozitīviem lādiņiem un beidzas ar negatīviem.
B. Magnētiskajam laukam nav avotu. Dabā nav magnētisko lādiņu.
J. Viņa spēka līnijām vienmēr ir avoti: tās sākas ar negatīviem lādiņiem un beidzas ar pozitīviem.

Pareizā atbilde: B.

6. Izvēlieties attēlu, kurā redzams magnētiskais lauks.

Pareizā atbilde: att.2

7. Caur stieples gredzenu plūst strāva. Norādiet magnētiskās indukcijas vektora virzienu.

A. Uz leju.
B. Uz augšu.
B. Pareizi.

Pareizā atbilde: B.

8. Kā darbojas attēlā redzamās serdes spoles.

A. Nesadarbojieties.
B. Apgriezieties.
B. Nospiediet.

Pareizā atbilde: A.

9. No strāvas spoles tika noņemts dzelzs serdenis. Kā mainīsies magnētiskās indukcijas attēls?

A. Magnētisko līniju blīvums palielināsies vairākas reizes.
B. Magnētisko līniju blīvums samazināsies vairākas reizes.
B. Magnētisko līniju raksts nemainīsies.

Pareizā atbilde: B.

10. Kādā veidā var mainīt magnētiskās spoles polus ar strāvu?

A. Ievietojiet serdi spolē.
B. Mainiet strāvas virzienu spolē.
B. Izslēdziet strāvas avotu.

D. Palieliniet strāvu.

Pareizā atbilde: B.

1. Islandē un Francijā jūras kompasu sāka lietot 12. un 13. gadsimtā. Koka krusta centrā tika nostiprināts magnētiskais stienis, pēc tam šī konstrukcija tika ievietota ūdenī, un krusts, griežoties, tika uzstādīts ziemeļu-dienvidu virzienā. Kurš magnētiskā stieņa pols pagriezīsies pret Zemes ziemeļu magnētisko polu?

A. Severnijs.
B. Dienvidu.

Pareizā atbilde: B.

2. Kādu vielu magnēts nemaz nepievelk?

A. Dzelzs.
B. Niķelis.
B. Stikls.

Pareizā atbilde: B.

3. Sienas pārseguma iekšpusē ir ievilkts izolēts vads. Kā atrast stieples atrašanās vietu, netraucējot sienas pārklājumu?

A. Pienesiet pie sienas magnētisko adatu. Sadarbosies vadītājs ar strāvu un bultiņu.
B. Izgaismojiet sienas. Gaismas stiprināšana norādīs stieples atrašanās vietu.
B. Vada atrašanās vietu nevar noteikt, nesalaužot sienas pārklājumu.

Pareizā atbilde: A.

4. Attēlā parādīta magnētiskās adatas atrašanās vieta. Kā magnētiskās indukcijas vektors ir vērsts uz punktu A?

A. Uz leju.
B. Uz augšu.
B. Pareizi.
G. Pa kreisi.

Pareizā atbilde: A.

5. Kāda ir magnētiskās indukcijas līniju iezīme?

A. Magnētiskās indukcijas līnijas sākas ar pozitīviem lādiņiem un beidzas ar negatīviem.
B. Līnijām nav ne sākuma, ne beigu. Tie vienmēr ir slēgti.

Pareizā atbilde: B.

6. Vadītājs ar strāvu ir perpendikulārs plaknei. Kurā attēlā ir pareizi parādītas magnētiskās indukcijas līnijas?

Fig.1 Fig.2 Fig.3 Fig.4

Pareizā atbilde: Zīm. četri.

7. Caur stieples gredzenu plūst strāva. Norādiet strāvas virzienu, ja magnētiskās indukcijas vektors ir vērsts uz augšu.

A. Pretēji pulksteņrādītāja virzienam.
B. Pulksteņrādītāja virzienā.

Pareizā atbilde: A.

8. Nosakiet attēlā redzamo spoļu mijiedarbības raksturu.

A. Ir piesaistīti.
B. Nospiediet.
B. Nesadarbojieties.

Pareizā atbilde: B.

9. Rāmis ar strāvu magnētiskajā laukā griežas. Kura ierīce izmanto šo parādību?

A. Lāzera disks.
B. Ampermetrs.
B. Elektromagnēts.

Pareizā atbilde: B.

10. Kāpēc rāmis ar strāvu, kas novietots starp pastāvīgā magnēta poliem, griežas?

A. Rāmja un magnēta magnētisko lauku mijiedarbības dēļ.
B. Darbības dēļ elektriskais lauks magnētu rāmji.

B. Pateicoties magnēta magnētiskā lauka iedarbībai uz lādiņu spolē.

Pareizā atbilde: A.

Literatūra: Fizika. 8. klase: mācību grāmata vispārējās izglītības dokumentiem / A.V. Periškins. - Bustards, 2006. gads.