Меню

Что представляют собой линии магнитного поля прямого тока 9 класс



Магнитное поле. Магнитное поле прямого тока. Магнитные линии

Урок 34. Физика 8 класс (ФГОС)

Доступ к видеоуроку ограничен

Конспект урока «Магнитное поле. Магнитное поле прямого тока. Магнитные линии»

На одном из прошлых уроков мы с вами говорили о действиях, которые способен оказывать электрический ток, протекая в различных средах.

Однако мы до сих пор с вами так и не сказали, что же такое магнитное поле.

Подобно другим физическим полям, магнитное поле не действует на наши органы чувств. Однако реальность его существования проявляется, например, в том, что между проводниками с током возникают силы взаимодействия, которые принято называть магнитными силами.

Для обнаружения магнитных свойств любых веществ используют магнитную стрелку, которая, как известно, является основным элементом любого компаса.

У неё имеется два полюса: северный и южный, которые окрашены в традиционные цвета — синий и красный соответственно. Линия, которая соединяет полюса магнитной стрелки, называется её осью. Для того, чтобы стрелка могла свободно вращаться, её подвешивают на нити или укрепляют на острие.

Теперь давайте выясним, как связаны между собой электричество и магнетизм? Для этого проделаем такой опыт. Поднесём к магнитной стрелке наэлектризованную стеклянную палочку — стрелка останется неподвижной. Взаимодействия нет.

Не будет взаимодействия, если к стрелке поднести отрицательно заряженную эбонитовую палочку.

Можно ли на основании этих опытов говорить об отсутствии всякой связи магнетизма и электричества? Конечно, нет. Между магнетизмом и электричеством существует теснейшая связь, что можно подтвердить опытом, который провёл в 1820 г. датский физик Х. К. Эрстед. Установка состоит из магнитной стрелки, укреплённой на острие, и проводника, соединённого с источником тока.

До включения тока стрелка располагается в магнитном поле Земли, ориентируясь с севера на юг. Проводник располагают над магнитной стрелкой, параллельно ей. Замкнув цепь, мы увидим, как магнитная стрелка начнёт поворачиваться, пока не установится перпендикулярно проводнику с током.

Разомкнём цепь — стрелка возвращается в своё исходное положение.

Если изменить направление тока в проводнике на противоположное, то, стрелка также поворачивается и устанавливается перпендикулярно к проводнику, но уже в противоположном направлении.

Таким образом, можно говорить о том, что магнитная стрелка взаимодействует с проводником с током. Следовательно, вокруг проводника с током существует магнитное поле, которое и совершает работу по повороту магнитной стрелки.

Опыт Эрстеда вызвал необычайный интерес у физиков того времени. Раньше электрические и магнитные явления рассматривались как совершенно независимые. Открытие Эрстеда обнаружило взаимосвязь между ними. На основании многочисленных опытов было установлено, что во всех случаях при движении заряженных частиц обязательно появляется магнитное поле, независимо от рода проводника или среды, в которой эти частицы движутся.

Таким образом, на основании проведённых опытов, мы можем сделать очень важный вывод: неподвижные электрические заряды порождают только электрическое поле, которое не действует на магнитную стрелку. Вокруг движущихся зарядов, то есть электрического тока, существует как электрическое, так и магнитное поле.

Существование магнитного поля вокруг проводника с током можно обнаружить множеством способов. На практике удобнее использовать мелкие железные опилки, насыпанные на картонный или пластиковый экран.

Изучим магнитное поле прямого проводника с током. Для этого сквозь лист картона пропустим проводник, соединённый с источником тока. Насыплем на картон тонкий слой железных опилок. При включении тока железные опилки под действием магнитного поля переориентируются, показывая картину линий магнитного поля.

Обратите внимание на то, что эти линии представляют собой замкнутые концентрические окружности, центром которых является сам проводник с током.

Несколько изменим опыт: вместо металлических опилок поставим на лист картона магнитные стрелки. При замыкании электрической цепи стрелки расположатся вдоль линий магнитного поля.

Если же изменить направление тока в проводнике, то все стрелки повернутся на 180 о .

Рассмотрим ещё один опыт. Расположим магнитные стрелки вокруг проводника с током, имеющего форму витка. Замкнув цепь увидим, что, как и в предыдущем опыте, стрелки в магнитном поле расположились вдоль линий магнитного поля, но ориентированы они по-разному.

Объясняется это тем, что в левой части установки ток «выходит» из листа, а в правой — «входит» в него.

Исходя из результатов опыта, мы можем утверждать, что линии магнитного поля имеют определённое направление, которое связано с направлением тока в проводнике.

Принято считать, что направление линий магнитного поля в каждой точке совпадает с направлением, которое указывает северный полюс магнитной стрелки, помещённый в эту точку поля.

Направление линий магнитного поля можно определить и иначе, например, с помощью правила правой руки: если обхватить проводник с током ладонью правой руки так, чтобы отставленный большой палец был сонаправлен с током, то согнутые четыре пальца укажут направление линий магнитного поля.

В физике для определения направления линий магнитного поля используют правило буравчика, или правило правого винта: если вращать ручку буравчика (головку винта или шурупа с правой нарезкой) так, чтобы его остриё двигалось по направлению тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика укажет направление линий магнитного поля тока.

Читайте также:  Управление мощным коллекторным двигателем постоянного тока

И ещё об одном. Для графического обозначения направления тока в проводнике, перпендикулярного плоскости чертежа, пользуются следующим приёмом. Если ток направлен от нас за чертёж, то его обозначают крестиком, если наоборот, то есть из-за чертежа к нам, — то точкой.

Мысленно это можно представить следующим образом: каждый крестик — это как бы видимое нами хвостовое оперение летящей от нас стрелы, а точка — остриё стрелы, летящей к нам.

Источник

Открытый урок физики по теме «Магнитное поле». 9-й класс

Разделы: Физика

Класс: 9

Цель урока: выявление основных свойств магнитного поля и способов его изображения через эксперимент.

Задачи.

Образовательные:

  • выявить существование магнитного поля в процессе решения поставленной ситуации;
  • дать определение магнитного поля;
  • исследовать зависимость величины магнитного поля магнита от расстояния до него;
  • исследовать взаимодействие полюсов двух магнитов;
  • выяснить свойства магнитного поля;
  • познакомиться с изображением магнитного поля через силовые линии.

Развивающие:

  • развитие логического мышления; умения анализировать, сравнивать, систематизировать информацию;

Воспитательные:

  • формировать навыки работы в группах;
  • формировать ответственность в выполнении учебной задачи.

Оборудование: компьютер, интерактивная доска, мультимедийный проектор, презентация в программе Smart notebook, магниты полосовые, кольцеобразные и дугообразные, железные опилки, магнитная стрелка, источник тока, соленоид, соединительные провода.

Ход урока

Ситуация. Много веков назад это было. В поисках овцы пастух зашёл в незнакомые места, в горы. Кругом лежали чёрные камни. Он с изумлением заметил, что его палку с железным наконечником камни притягивают к себе, словно её хватает и держит какая-то невидимая рука. Поражённый чудесной силой камней пастух принёс их в ближайший город – Магнесу. Здесь каждый мог убедиться в том, что рассказ пастуха не выдумка – удивительные камни притягивали к себе железные вещи! Более того, стоило потереть таким камнем лезвие ножа, и тот сам начинал притягивать железные предметы: гвозди, наконечники стрел. Будто из камня, принесённого с гор, в них перетекала какая-то сила, разумеется, таинственная.

Учитель. О каком камне идёт речь в предании? (О магните.) Как объяснить описанное явление? Какие ещё необычные свойства есть у камня?

Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называются постоянными магнитами или просто магнитами.

Учитель. У вас на партах лежат магниты . Я предлагаю взять магниты и поднести их друг к другу, не касаясь. Что вы наблюдаете? Как объясняете? Почему происходит взаимодействие магнитов? Выходит между магнитами есть нечто такое, что мы не видим и не можем потрогать руками. Тогда это называют особой формой материи – полем. Магнитным полем. Выясняем тему урока и ставим цель урока – изучение магнитного поля. Не просто понятия магнитного поля, а его свойств.

Записываем тему в тетради. Работаем с учебником, выявляем ключевые слова этой темы.

Опыт Эрстеда. Демонстрация . Попытки объяснить опыт. Здесь мы видим один магнит (магнитная стрелка), выходит проводник с током тоже представляет собой магнит, т.е. вокруг проводника с током существует магнитное поле. Вспоминаем, что такое электрический ток. Даем понятие магнитного поля.

Магнитное поле – особая форма материи (силовое поле), которое образуется вокруг проводника, по которому протекает электрический ток. Оно связано с движущимися зарядами.

Учитель. Выясним причину магнетизма. Если магнит пытаться разделить на части, то любой самый маленький кусочек будет иметь северный и южный полюс. В результате рассуждений приходим к гипотезе Ампера.

Французский ученый Ампер объяснял намагниченность железа и стали существованием электрических токов , которые циркулируют внутри каждой молекулы этих веществ. Во времена Ампера о строении атома еще ничего не знали, поэтому природа молекулярных токов оставалась неизвестной. Теперь мы знаем, что в каждом атоме имеются отрицательно заряженные частицы — электроны. При движении электронов возникает магнитное поле, которое и вызывает намагниченность железа и стали. В подтверждение своей теории Ампер провел ряд опытов, один из которых “Взаимодействие параллельных токов” . В 1897г. гипотезу подтвердил английский учёный Томсон, а в 1910г. измерил токи американский учёный Милликен.

Вывод: движение электронов представляет собой круговой ток, а вокруг проводника с электрическим током существует магнитное поле.

Учитель. Записываем основные свойства магнитного поля .

Исследование магнитного поля.

Демонстрация. Рамка с током поворачивается во внешнем магнитном поле (силовое действие). Можно заменить опыт – поднести постоянный магнит к катушке с током, подвешенной на гибких проводах.

Вывод: магнитное поле определяется по его действию на движущийся заряд

Учащиеся подносят магнит к магнитной стрелке.

Вывод: магнитное поле оказывает силовое действие.

Учащиеся выполняют эксперименты по определению полюсов магнита и их взаимодействию (п.1 — 4 инструкции для учащихся) .

Учитель. Ответьте на вопросы:

Как взаимодействуют два магнита?

Одноименные полюса магнитов отталкиваются, а разноименные притягиваются.

На нейтральной линии отсутствует магнитное действие

Учитель. Как сделать магнитное поле видимым?

2. Учащиеся выполняют эксперименты по определению магнитного спектра (п. 5-9 инструкции для учащихся). Графическое изображение силовых линий магнитного поля (работа в группах) .

Подводим итоги II части эксперимента.

Выводы: железные опилки выстраиваются вдоль линий магнитного поля.

Линии, вдоль которых располагаются железные опилки, называются силовыми линиями магнитного поля (магнитный спектр). Магнитная линия – воображаемая линия, вдоль которой выстраивались бы оси магнитных стрелок .

Учитель. Какую форму имеют силовые линии магнитного поля? Как зависит густота силовых линий от расстояния до магнита?

Вывод: силовые линии всегда имеют форму замкнутых закругленных линий.

Учитель. На рисунке изображена магнитная линия, линия изогнутая, направление магнитной линии определяется направлением магнитной стрелки. Направление указывает северный полюс магнитной стрелки. Очень удобно изображать линии именно при помощи стрелок.

Инструкция.

I часть

  1. Положите полосовой магнит на стол.
  2. Поднесите к нему другой магнит сначала одним полюсом, а затем другим.
  3. Соедините два магнита противоположными полюсами. Сделайте вывод о взаимодействии полюсов магнита.
  4. Поднесите скрепку к полюсам магнита и к нейтральной линии. Сделайте вывод о силовом действии магнита.

II часть

  1. Поместите на полосовой магнит кусок плотной бумаги.
  2. Сверху аккуратно насыпьте металлические опилки. Аккуратно постучите по листочку. Зарисуйте картину силовых линий в таблице.
  3. Проделайте опыт с кольцевым магнитом. Зарисуйте силовые линии в таблице.
  4. Тоже повторите с дугообразным магнитом.

Подводим итоги II части эксперимента. Свойства магнитных линий .

1. У магнитных линий нет ни начала, ни конца. Это линии замкнутые. Раз магнитные линии замкнуты, то не существует магнитных зарядов.

2. 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.

Учитель. Рассмотрим магнитное поле прямого тока (видео). Из опыта видим, что магнитные стрелки устанавливаются вокруг проводника в зависимости от направления тока в нем.

Учитель. Рассмотрим силовые линии катушки с током. С понятием соленоид мы знакомы с 8 класса.

Соленоид — это катушка в виде намотанного на цилиндрическую поверхность изолированного проводника, по которому течёт электрический ток .

3. По расположению силовых линий различают однородное и неоднородное магнитное поле.

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.

Примеры однородного магнитного поля – 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. Заполняем таблицу .

Неоднородное магнитное поле Однородное магнитное поле
Расположение линий Искривлены, их густота различна Параллельны, их густота одинакова
Густота линий неодинакова Одинакова
Сила неодинакова одинакова

Закрепление.

По рисунку определите тип магнитного поля .

  • Определите, в какой точке магнитное поле сильнее или слабее.
  • Решите упр 35(2)
  • Ответьте на вопросы.

Рефлексия .

  1. О каком предмете шла речь в легенде?
  2. Что существует возле проводника с током?
  3. Перечислите основные свойства магнитного поля?
  4. Что я узнал сегодня нового?
  5. Что я уже знал до этого урока?
  6. Что я понял, чему научился?
  7. Какие задания вызвали наибольший интерес?
  8. Какие трудности испытывали?

Д/з. Параграф 43,44 упр. 33; 34(2)

По желанию — сообщения о магнитах и магнитных явлениях.

Источник

Презентация по физике на тему «Магнитное поле прямого тока. Магнитные линии»

Повторим! Какие явления наблюдаются в цепи, в которой существует электрически.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Повторим! Какие явления наблюдаются в цепи, в которой существует электрический ток? Какие магнитные явления вам известны? В чём состоит опыт Эрстеда? Какая связь существует между электрическим током и магнитным полем?

Задача №1460 Останется ли в покое магнитная стрелка, если к ней приблизить проводник с током? Ответ обоснуйте. Ответ:

Урок 54 Магнитное поле прямого тока. Магнитные линии(§ 58) Кулешовская СОШ№17 Азовского района, Ростовской области Учитель Венина В.С.

Проведём опыт Возьмём: Мелкие железные опилки; Прямой проводник; Источник тока; Картон. Под действием магнитного поля тока железные опилки располагаются вокруг проводника с током по концентрическим окружностям. Существуют ли способы обнаружения магнитного поля вокруг проводника с током? Под действием чего и как располагаются железные опилки?

Линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются оси маленьких магнитных стрелок, называют магнитными линиями магнитного поля. Что представляют собой линии магнитного поля прямого тока? Направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки в каждой точке поля, принято за направление магнитной линии магнитного поля.

Магнитные линии магнитного поля прямого тока представляют собой замкнутые кривые, охватывающие проводник. С помощью магнитных линий удобно изображать магнитные поля графически. Что удобно изображать с помощью магнитных линий?

Сделайте вывод о направлении магнитных линий. Проводник расположен перпендикулярно плоскости чертежа Ток в нём направлен от нас, что условно обозначено кружком с крестиком Ток в проводнике направлен к нам, что условно обозначено кружком с точкой Направление магнитных линий магнитного поля тока связано с направлением тока в проводнике.

Читайте также:  Haj 7223pe уменьшить ток подсветки

Главное С направлением _____ в проводнике связано направление _____________ ________ магнитного поля. Это направление указывает __________ _________ магнитной стрелки в каждой точке магнитного поля. При изменении направления тока в проводнике на ___________________ магнитные стрелки поворачиваются на 180. Это указывает на соответствующее изменение _______________ силовых линий магнитного поля. тока магнитных линий северный полюс противоположное направления

Задача №1461 Можно ли, используя компас, определить, есть ли в проводнике прямой ток? Ответ обоснуйте. Ответ:

Упражнение 40 Каким полюсом повернётся к наблюдателю магнитная стрелка, если ток в проводнике направлен от А к В? изменится ли ответ, если стрелку поместить над проводом?

Упражнение 40 2. В стене проложен (замурован) прямой электрический провод. Как найти место нахождения провода и направление тока в нём, не вскрывая стену?

Литература и Интернет-ресурсы Перышкин А.В. Физика. 8 кл.: учебник/ А.В. Перышкин. – 4-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2016; Лукашик В.И. Сборник задач по физике для 7-9 классов общеобразовательных учреждений/ В.И. Лукашик, Е.В. Иванова. – 17-е изд. – М.: Просвещение, 2004. infourok.ru multiurok.ru spravochka.blogspot.ru – рисунок компаса И др.

  • Все материалы
  • Статьи
  • Научные работы
  • Видеоуроки
  • Презентации
  • Конспекты
  • Тесты
  • Рабочие программы
  • Другие методич. материалы

Номер материала: ДБ-1379311

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

§ 58. Магнитное поле прямого тока. Магнитные линии

Существование магнитного поля вокруг проводника с электрическим током можно обнаружить различными способами. Один из таких способов заключается в использовании мелких железных опилок.

В магнитном поле опилки — маленькие кусочки железа — намагничиваются и становятся магнитными стрелочками. Ось каждой стрелочки в магнитном поле устанавливается вдоль направления действия сил магнитного поля.

На рисунке 94 изображена картина магнитного поля прямого проводника с током. Для получения такой картины прямой проводник пропускают сквозь лист картона. На картон насыпают тонкий слой железных опилок, включают ток и опилки слегка встряхивают. Под действием магнитного поля тока железные опилки рас полагаются вокруг проводника не беспорядочно, а по концентрическим окружностям.

Картина магнитного поля проводника с током

Рис. 94. Картина магнитного поля проводника с током

Линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются оси маленьких магнитных стрелок, называют магнитными линиями магнитного поля.

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

Цепочки, которые образуют в магнитном поле железные опилки, показывают форму магнитных линий магнитного поля.

Магнитные линии магнитного поля тока представляют собой замкнутые кривые, охватывающие проводник.

С помощью магнитных линий удобно изображать магнитные поля графически. Так как магнитное поле существует во всех точках пространства, окружающего проводник с током, то через любую точку можно провести магнитную линию.

Расположение магнитных стрелок вокруг проводника с током

Рис. 95. Расположение магнитных стрелок вокруг проводника с током

На рисунке 95, а показано расположение магнитных стрелок вокруг проводника с током. (Проводник расположен перпендикулярно плоскости чертежа, ток в нём направлен от нас, что условно обозначено кружком с крестиком.) Оси этих стрелок устанавливаются вдоль магнитных линий магнитного поля прямого тока. При изменении направления тока в проводнике все магнитные стрелки поворачиваются на 180° (рис. 95, б; в этом случае ток в проводнике направлен к нам, что условно обозначено кружком с точкой). Из этого опыта можно заключить, что направление магнитных линий магнитного поля тока связано с направлением тока в проводнике.

Вопросы

  1. Почему для изучения магнитного поля можно использовать железные опилки?
  2. Как располагаются железные опилки в магнитном поле прямого тока?
  3. Что называют магнитной линией магнитного поля?
  4. Для чего вводят понятие магнитной линии поля?
  5. Как на опыте показать, что направление магнитных линий связано с направлением тока?

Упражнение 40

  1. Каким полюсом повернётся к наблюдателю магнитная стрелка, если ток в проводнике направлен от А к В (рис. 96)? Изменится ли ответ, если стрелку поместить над проводом?

Рис. 96

Рис. 96

  • В стене проложен (замурован) прямой электрический провод. Как найти место нахождения провода и направление тока в нём, не вскрывая стену?
  • Источник