Магнитная индукция. Явление электромагнитной индукции
Наблюдения за магнитными явлениями в природе, в лаборатории, на производстве по-казывают, что действие магнитного поля на различные объекты может быть различным.
Если магнитное поле лабораторного элект-ромагнита может удерживать груз массой 1—2 кг, то в промышленных электромаг-нитах эта масса составляет несколько тонн.
Магнитное поле Земли слабо действует на магнитную стрелку компаса, поэтому ее приходится устанавливать на специальных подшипниках. Если же к компасу поднести электромагнит, в обмотках которого про-ходит электрический ток, то действие на стрелку будет значительно сильнее.
Интенсивность магнитного вза-имодействия может быть раз-личной.
По-разному взаимодействуют и парал-лельные проводники с током. Сила взаи-модействия этих проводников будет изменяться, если изменять силу тока в них, рас-стояние между ними, среду, в которой они находятся.
Во всех таких и подобных случаях говорят о поле «слабом» или «сильном». Если для характеристики силового действия электри-ческого поля на электрически заряженное тело используется напряженность, то для магнитного поля — магнитная индукция . По-скольку магнитная индукция характеризует силовое действие магнитного поля, она явля-ется векторной величиной. Для определения направления магнитной индукции сначала воспользуемся магнитной стрелкой, наса-женной на тонкое острие, для уменьшения силы трения. Материал с сайта
Исследуем с помощью такого устройства магнитное поле проволочного витка, по ко-торому проходит ток. Поднося стрелку к витку с различных сторон, заметим, что она все время изменяет свою ориентацию в пространстве, поворачиваясь к витку одним из своих концов. Самым сильным действие магнитного поля витка будет тогда, когда стрелка будет находиться в его центре (рис. 6.4). В этом случае продольная ось магнитной стрелки будет перпендикулярной плоскости витка. Направление, которое ука-зывает магнитная стрелка своим северным полюсом, считается направлением магнит-ной индукции поля. Таким образом, маг-нитная индукция витка или прямоугольной рамки с током имеет максимальное зна-чение в центре витка или рамки.
Как физическая величина магнитная индукция обозначается буквой B̅.
Магнитная индукция — это си-ловая характеристика магнит-ного поля.
На этой странице материал по темам:
Магнитная индукция доклад
Доклад по химии тема магнитная индукция
Почему магнитная индукция считается силовой характеристикой магнитного поля
Доклад индукция магнитного поля
Электродинамические величины
Вопросы по этому материалу:
Тема: Электромагнитное поле
Урок 44. Явление электромагнитной индукции
Ерюткин Евгений Сергеевич
Сегодняшний урок будет посвящен явлению электромагнитной индукции. Явлением электромагнитной индукции называется явление возникновения электрического тока в проводнике под действием переменного магнитного поля.
Важно, что в данном случае проводник должен быть замкнут. В начале XIX в. после опытов датского ученого Эрстеда стало ясно, что электрический ток создает вокруг себя магнитное поле. После встал вопрос о том, нельзя ли получить электрический ток за счет магнитного поля, т.е. произвести обратные действия. Если электрический ток создает магнитное поле, то, наверное, и магнитное поле должно создавать электрический ток. В первой половине XIX века ученые обратились именно к таким опытам: стали искать возможность создания электрического тока за счет магнитного поля.
Впервые удалось достичь успех в этом (т.е. получить электрический ток за счет магнитного поля) английскому физику Майклу Фарадею. Итак, обратимся к опытам Фарадея.
Рис. 1. Опыт, аналогичный опыту Фарадея. При движении магнита в катушке, в ее цепи регистрируется электрический ток
Первая схема была довольно простой. Во-первых, М. Фарадей использовал в своих опытах катушку с большим числом витков. Катушка накоротко была присоединена к измерительному прибору, миллиамперметру (мА). Нужно сказать, что в те времена не было достаточно хороших инструментов для измерения электрического тока, поэтому пользовались необычным техническим решением: брали магнитную стрелку, располагали рядом с ней проводник, по которому протекал ток, и по отклонению магнитной стрелки судили о протекающем токе. Так вот в данном случае токи могли быть очень невелики, поэтому использовался прибор мА, т.е. тот, который измеряет маленькие токи.
Вдоль катушки М. Фарадей перемещал постоянный магнит – относительно катушки магнит двигался вверх и вниз.
Обращаем ваше внимание на то, что в этом эксперименте впервые было зафиксировано наличие электрического тока в цепи в результате изменения магнитного потока, который проходит сквозь катушку.
Фарадей обратил внимание и на тот факт, что стрелка мА отклоняется от своего нулевого значения, т.е. показывает, что в цепи существует электрический ток только тогда, когда магнит движется. Стоит только магниту остановиться, стрелка возвращается в первоначальное положение, в нулевое положение, т.е. никакого электрического тока в цепи в этом случае нет.
Вторая заслуга Фарадея – установление зависимости направления индукционного электрического тока от полярности магнита и направления его движения. Стоило Фарадею изменить полярность магнитов и пропускать магнит через катушку с большим числом витков, как тут же менялось направление индукционного тока, того, который возникает в замкнутой электрической цепи.
Т.о. мы пришли к тому, с чего начинали урок: подтвердилась гипотеза, что электрический ток возникает, когда изменяется магнитное поле.
Итак, некоторое заключение. Изменяющееся магнитное поле создает электрический ток. Направление электрического тока зависит от того, какой полюс магнита проходит в данный момент через катушку, в каком направлении движется магнит.
И еще: оказывается, на значение электрического тока влияет количество витков в катушке. Чем больше витков, тем и значение тока будет больше.
Обратимся теперь ко второму эксперименту Фарадея. В чем он заключался?
Рис. 2. Второй эксперимент по исследованию явления электромагнитной индукции
Две катушки размещались близко друг с другом. Одна катушка с большим числом витков подключалась к источнику тока, в этой цепи был ключ, который замыкал и размыкал цепь. Вторая катушка, тоже с большим числом витков, подключенная к миллиамперметру напрямую, никаких источников тока нет. Как только цепь замыкалась, миллиамперметр показывал наличие электрического тока в цепи. Как только цепь размыкалась, миллиамперметр вновь регистрировал наличие электрического тока, но направление электрического тока изменялось на противоположное. Пока цепь была замкнута, т.е. пока в цепи протекал электрический ток, миллиамперметр никакого тока в электрической цепи не регистрировал.
Какие выводы были сделаны М.Фарадеем в результате этих экспериментов? Индукционный электрический ток появляется в замкнутой цепи только тогда, когда существует переменное магнитное поле. Причем это магнитное поле должно изменяться.
Если изменения магнитного поля не происходит, то не будет никакого электрического тока. Даже если магнитное поле существует. Мы можем сказать, что индукционный электрический ток прямо пропорционален, во-первых, числу витков, во-вторых, скорости магнитного поля, с которой изменяется это магнитное поле относительно витков катушки.
Рис. 3. От чего зависит величина индукционного тока?
Для характеристики магнитного поля используется величина, которая называется магнитный поток. Она характеризует магнитное поле в целом, мы об этом будем говорить на следующем уроке. Сейчас отметим лишь, что именно изменение магнитного потока, т.е. числа линий магнитного поля, пронизывающих контур с током (катушку, например), приводит к возникновению в этом контуре индукционного тока.
Список дополнительной литературы:
А так ли хорошо знакома вам электромагнитная индукция? // Квант. - 1989. - № 6. - С. 40-41. Лившиц М. Закон электромагнитной индукции или «правило потока»? // Квант. - 1998. - № 3. - С. 37-38. Элементарный учебник физики. Под ред. Г.С. Ландсберга. Т. 2. – М., 1974. Яворский Б.М., Пинский А.А. Основы физики. Т.2. – М.: Физматлит, 2003.
Тема: Индукция магнитного поля.
Цель урока: ввести понятие индукции магнитного поля.
Задачи урока:
Образовательные: сформировать умение характеризовать магнитное поле, дать четкое определение линиям магнитного поля, однородного и неоднородного магнитных полей, познакомить школьников с экспериментальным и теоретическим методами физических явлений.
Развивающие: создать условия для развития у школьников речевых навыков, содействовать развитию способностей к анализу и синтезу, способствовать развитию теоретического мышления.
Воспитательные: содействовать развитию умения работать в группе, выслушивать и уважать мнение товарища, содействовать формированию мировоззренческой идеи познаваемости явлений и свойств окружающего мира.
Тип урока: Урок изучения нового материала
Оборудование: дугообразный магнит, источник тока, проводник, ключ, соединительные провода, весы, гири.
План урока:
Этапы урока
Ход урока.
Этап урока
РАБОТА В ГРУППАХ
Используя учебника 1. выпишите в тетрадь определение и формулу величины индукции магнитного поля. 2. выясните, какими способами можно определить направление линий магнитного поля. 3.В тетради запишите свойства линий индукции магнитного поля и зарисуйте картину магнитных линий прямолинейного проводника с током. 4.Единицей индукции магнитного поля в системе СИ является .5.Выпишите из в тетрадь, что принято за 1 Тл.
Приложение 1
Тест №1.(3балла)
1 . Индукция магнитного поля
Магнитное поле создаётся… 1). покоящимися заряженными частицами 2). только движущимися положительно заряженными частицами 3). любыми движущимися заряженными частицами 4). только движущимися отрицательно заряженными частицами2 . Индукция магнитного поля
Единицей индукции магнитного поля является… 1). Ф (фарада) 2). Тл (тесла) 3). В (вольт) 4). Гц (герц)3. Индукция магнитного поля
На рисунке (вид сверху) показана картина линий индукции магнитного поля прямого проводника с током. В какой из четырёх точек индукция магнитного поля наименьшая 1). в точке в 2). в точке б 3). в точке а 4). в точке гТест №2. (4 балла)
Тест 1 Линии магнитного поля ― это…- воображаемые линии, в каждой точке которых индукция магнитного поля направлена по касательной
линии, совпадающие с формой магнита
линии, по которым летит отрицательный заряд, попадая в магнитное поле
линии, по которым летит положительный заряд, попадая в магнитное поле
Тест2
На рисунке изображён цилиндрический проводник, по которому идёт электрический ток. Направление тока указано стрелкой. Как направлен вектор магнитной индукции в точке С? 1). от нас перпендикулярно плоскости чертежа 2). в плоскости чертежа вверх 3). к нам перпендикулярно плоскости чертежа 4). в плоскости чертежа внизТест 3
На рисунке показан фрагмент картины магнитного поля, изображённый с помощью линий индукции магнитного поля. В какой из указанных точек воздействие магнитного поля на маленькую стальную скрепку будет минимально? 1). в точке 1; 2). в точке 33). во всех точках одинаково; 4). в точке 2
Тест №3. (5 баллов)
Задание 1 Величину, характеризующую магнитное поле, называют…- 1.линиями магнитного поля
2.индукцией магнитного поля
3.силой магнитного поля
4.теслой
- 1.увеличилась в 2 раза
2.не изменилась
3.уменьшилась в 2 раза
4.увеличилась в 4 раза
2).40 мТл; 3).0,4 Тл; 4). 4 Тл.
«Энергия магнитного поля» - Определение индуктивности. Скалярная величина. Энергия катушки. Плотность энергии магнитного поля. Переходные процессы. Самоиндукция. Импульсное магнитное поле. Время релаксации. Плотность энергии. Постоянные магнитные поля. Экстратоки в цепи с индуктивностью. Колебательный контур. Расчёт индуктивности.
«Движение частиц в магнитном поле» - Изменение параметров. Электронно-лучевая трубка. Контрольные вопросы. Проявление действия силы Лоренца. Значение. Масс-спектрограф. Применение силы Лоренца. Задача эксперимента. Магнитное поле. Циклотрон. Направления силы Лоренца. Движение частиц в магнитном поле. Сила Лоренца. Определение величины силы Лоренца.
«Характеристики магнитного поля» - Направленное движение зарядов. Поле. Поворачиваются вдоль силовых линий. Поле прямого тока. Выражение для нахождения магнитной индукции. Магнитные взаимодействия. Линии магнитной индукции. Определение потока вектора магнитной индукции. 3акон Био–Савара–Лапласа. Движение заряженных частиц в магнитосфере Земли.
«Определение магнитного поля» - Магнитное поле. Тела, длительное время сохраняющие намагниченность. Экспериментальное задание. Графическое изображение магнитных полей. Ж. Верн. Действия электрического тока. По данным, полученным в ходе экспериментов, заполним таблицу. Оборудование. Ханс Кристиан Эрстед. Этап обобщения и систематизации знаний.
«Магнитное поле, магнитные линии» - Силовые линии магнитного поля полосового магнита. Направление. Определение направления магнитной линии. Магнит обладает на разных участках различной притягивающей силой. Полосовой магнит. Движущиеся электрические заряды. Магнитные линии соленоида. Магнитное поле. Как можно обнаружить МП. Разнообразные искусственные магниты.
«Свойства магнитного поля» - Линии магнитной индукции. Линии магнитной индукции всегда замкнуты. Взаимодействие токов. Магнитное поле Земли. Электроизмерительные приборы. Магнитное поле проявляет себя действием на проводники с током. Масс-спектрограф. Модуль вектора магнитной индукции. Постоянный магнит. Некоторые значения магнитной индукции.
Всего в теме 20 презентаций