Конспект по физике для 8 класса «Индукция магнитного поля». Что является источником магнитного поля? Как графически изображается магнитное поле? Как формулируется правило левой руки? Что такое индукция магнитного поля. В каких единицах измеряется магнитная индукция.
Конспекты по физике Учебник физики Тесты по физике
Индукция магнитного поля
■ Ключевые слова: Индукция магнитного поля; направление вектора магнитной индукции.
Вы уже познакомились с понятием магнитного поля и магнитными явлениями. В частности, вы знаете, что на проводник с током, помещённый в магнитное поле, действует сила Ампера. Продолжим рассмотрение магнитных явлений уже на количественном уровне.
ИНДУКЦИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ.
Вам уже известно, что магнитная стрелка, расположенная рядом с постоянным магнитом или проводником с током, устанавливается в определённом положении. Рамка с током, помещённая между полюсами подковообразного магнита, принимает ориентированное положение, при котором линии магнитного поля перпендикулярны плоскости рамки.
В физике величины, которые характеризуются не только численным значением, но и направлением, называют векторными. Поэтому величина, характеризующая магнитное поле, должна быть векторной. Эту величину называют индукцией магнитного поля или магнитной индукцией и обозначают буквой В.
МОДУЛЬ ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ.
Поясним смысл этой величины и укажем способ её измерения. Для этого проведём опыт по измерению силы, которая действует на проводник с током, помещённый между полюсами подковообразного магнита перпендикулярно его магнитным линиям. Если по проводнику не идёт электрический ток, то динамометр показывает силу F1. Она численно равна модулю силы тяжести, действующей на проводник.
Пропустим по проводнику ток такого направления, чтобы на него подействовала магнитная сила (сила Ампера), направленная вертикально вниз. Направление тока выбираем в соответствии с правилом левой руки: линии магнитного поля должны входить в ладонь перпендикулярно к ней, а отставленный на 90° большой палец должен быть направлен вертикально вниз. При этом четыре сомкнутых пальца покажут направление тока в проводнике. Если показании динамометра при наличии тока в проводнике обозначить F2, то значение силы Ампера, действующей на проводник, равно разности показаний: F = F2 – F1.
Данный опыт можно повторить, изменяя (увеличивая или уменьшая) длину проводника при неизменной силе тока. Согласно этим опытам сила Ампера оказывается пропорциональной длине проводника l.
Если теперь при неизменной длине проводника изменять силу тока в нём, то можно прийти к заключению, что сила Ампера пропорциональна силе тока I в проводнике.
Опыт также показывает, что сила Ампера зависит от ориентации проводника в магнитном поле, достигая своего максимального значения в случае, когда проводник расположен перпендикулярно линиям ноля.
Однако отношение модуля силы Ампера F к длине проводника l и силе тока I, т. е. к произведению Il, не зависит ни от длины проводника, ни от силы тока в нём. Следовательно, отношение F/Il зависит только от свойств магнитного поля и может служить его количественной характеристикой. Эту характеристику поля называют модулем магнитной индукции В:
Модулем магнитной индукции называется величина, равная отношению силы, действующей на расположенный перпендикулярно магнитным линиям проводник с током, к произведению силы тока в нем на длину проводника:
НАПРАВЛЕНИЕ ЛИНИЙ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ.
Напомним, что за направление магнитной линии принимают направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки. За направление вектора магнитной индукции принимается направление от южного полюса S к северному полюсу N свободно устанавливающейся магнитной стрелки, помешенной в данную точку поля. Используя понятие вектора магнитной индукции, магнитные линии называют также линиями магнитной индукции.
Линиями магнитной индукции называются линии, касательные к которым в каждой точке поля направлены так же, как и вектор магнитной индукции.
Например, картина линий магнитной индукции поля, образованного прямолинейным проводником с током, представляет собой систему концентрических окружностей, лежащих в плоскости, перпендикулярной этому проводнику. Центр этих окружностей находится на оси проводника. В рассматриваемом случае направление вектора индукции в конкретной точке пространства определяется правилом буравчика.
Линии магнитной индукции условились проводить так, чтобы по их густоте можно было судить о модуле магнитной индукции: чем гуще линии магнитной индукции, тем больше её модуль.
ЕДИНИЦЫ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ.
В СИ за единицу магнитной индукции принята индукция такого магнитного поля, в котором на каждый метр длины проводника при силе тока 1 А действует максимальная сила, равная 1 Н. Эта единица называется тесла (Тл) в честь выдающегося сербского физика Николы Теслы: 1 Тл = 1 Н / (А • м). На практике используются также более мелкие единицы индукции миллитесла и микротесла: 1 мТл = 0,001 Тл, 1 мкТл = 0,000001 Тл.
СИЛА АМПЕРА.
Используя определение индукции магнитного поля, можно получить выражение для силы Ампера, которая будет действовать на прямолинейный проводник с током, расположенный перпендикулярно линиям магнитной индукции: FА = I B l. При этом предполагается, что на всей протяжённости проводника индукция магнитного поля одна и та же.
ВЫВОДЫ:
⚠ Векторная физическая величина, характеризующая магнитное поле, называется индукцией магнитного поля.
⚠ Модулем магнитной индукции называют величину, равную отношению силы, действующей на расположенный перпендикулярно магнитным линиям проводник с током, к произведению силы тока в нём на длину проводника.
Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Индукция магнитного поля».
Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).