Слайд 1Взаимодействие токов. Магнитное поле, его характеристики.
Истомина М.В.
Слайд 2Цель урока:
- дать обучающимся представление о магнитном поле;
- сформировать представления обучающихся
о магнитном поле и его свойствах
Слайд 3 Неподвижные электрические заряды создают вокруг себя электрическое поле.
Движущиеся заряды
создают магнитное поле.
Вокруг любого проводника с током существует магнитное поле.
Слайд 4Опыт Эрстеда
В 1820 году Эрстед обнаружил, что магнитное поле порождается
электрическим током
Слайд 5Гипотеза Ампера
В 1820 году Ампер предложил, что «магнитные свойства постоянных магнитов
обусловлены множеством круговых токов, циркулирующих внутри молекул этих тел».
Слайд 6Свойства магнитного поля
Магнитное поле порождается только движущимися зарядами, в частности электрическим
током.
В отличие от электрического поля магнитное поле обнаруживается по его действию на движущиеся заряды (заряженные тела).
Магнитное поле материально, т.к. оно действует на тело, следовательно обладает энергией.
4. Магнитное поле обнаруживается по действию на магнитную стрелку.
Слайд 7Опыт Ампера
.
Пропускаем ток по параллельным проводникам. Гибкие проводники укрепляются
вертикально, затем присоединяем их к источнику тока. Ничего не наблюдаем. Но если замкнуть концы проводников проволокой, в проводниках возникнут токи противоположного направления. Проводники начнут отталкиваться друг от друга.
В случае токов одного направления проводники притягиваются. Это взаимодействие между проводниками с током, т.е. взаимодействие между движущимися электрическими зарядами, называют магнитным. Силы, с которыми проводники с током действуют друг на друга, называют магнитными силами.
Слайд 8Изобретение компаса
В 12 веке в Европе стал известен компас как прибор,
с помощью которого можно определить направление частей света.
Применение (12 в.) в морских путешествиях для определения курса корабля в открытом море.
Магнит имеет два полюса: северный и южный, одноимённые полюсы отталкиваются, разноимённые – притягиваются
Слайд 9Выводы
1. Расположим перед катушкой компас. Замкнём цепь и будем наблюдать за
поведением компаса.
Вывод: вокруг проводника с током существует (возникает) магнитное поле.
2. Расположим перед катушкой компас так, чтобы расстояние между ними было около 12 см. замкнём электрическую цепь. В данном случае отклонения стрелки не наблюдается. При приближении катушки к компасу на расстоянии 8 см, наблюдается отклонение стрелки (300). Уменьшая расстояние, видим увеличение угла отклонения стрелки.
Вывод: Чем дальше от проводника с током, тем слабее магнитное поле.
Слайд 10
Изображение магнитного поля
Магнитное поле можно изобразить графически при помощи линий,
касательные к которым в каждой точке совпадают с направление вектора магнитной индукции.
Линии магнитной индукции не пересекаются. При изображении магнитного поля с помощью линий магнитной индукции эти линии наносятся так, чтобы их густота в любом месте поля была пропорциональна значению модуля магнитной индукции.
Характерной особенностью линий магнитной индукции является их замкнутость. Магнитное поле - вихревое.
Слайд 12Правило правой руки
В случае, когда мы имеем дело с магнитным полем
катушки с током или соленоида, картина будет более сложной. Поэтому для простого нахождения направления линий магнитного поля в таком случае существует правило правой руки.
Слайд 13Открытие электромагнетизма:
Ханс Кристиан Эрстед в 1820 г. открыл действие электрического
тока на магнитную стрелку.
Французские ученые Био и Савар установили, что сила, действующая на магнитный полюс (на конец длинного магнита) со стороны прямолинейного проводника с током, направлена перпендикулярно к кратчайшему расстоянию от полюса до проводника и модуль ее обратно пропорционален этому расстоянию.
Познакомившись с работой Био и Савара, Лаплас заметил, что для расчета «магнитной» силы, т. е., говоря современным языком, напряженности магнитного поля, полезно рассматривать действие очень малых отрезков проводника с током на магнитный полюс.
Ампер предположил, что магнитные явления вызываются взаимодействием электрических токов. Каждый магнит представляет собой систему замкнутых электрических токов, плоскости которых перпендикулярны оси магнита. Взаимодействие магнитов, их притяжение и отталкивание объясняются притяжением и отталкиванием, существующими между токами.
Слайд 14Закон Био – Савара - Лапласа
Если ввести понятие элемента проводника ∆l,
то сила ∆F, действующая со стороны этого элемента на полюс магнита, будет пропорциональна ∆F ~ (∆l/r2)sinθ –, где ∆l – элемент проводника, θ – угол, образованный этим элементом и прямой, проведенной из элемента ∆l в точку, в которой определяется сила, а r – кратчайшее расстояние от магнитного полюса до линии, являющейся продолжением элемента проводника.
После того как было введено понятие силы тока и напряженности магнитного поля, этот закон стали записывать так:
где ∆H – напряженность магнитного поля, I – сила тока, а k – коэффициент, зависящий от выбора единиц, в которых измеряются эти величины. В международной системе единиц СИ этот коэффициент равен 1/4π.
Слайд 15Закрепление материала
1. Какие взаимодействия называются магнитными.
2. Основные свойства магнитного поля.
3. Опишите опыт Эрстеда,
что доказывает опыт Эрстеда?
4. Правило правого винта.
5. От чего зависит магнитная индукция поля внутри вытянутой катушки?