Магнитное поле тока. Правило буравчика

 
 

Вы уже знаете, что около проводника с током существует магнитное поле. Исследуем магнитное поле прямого проводника с током. Для этого пропустим проводник через лист картона (перпендикулярно листу), насыплем на картон железные опилки и замкнем цепь. В магнитном поле проводника опилки намагнитятся и воссоздадут картину линий магнитной индукции магнитного поля прямого проводника с током — концентрические окружности, охватывающие проводник (см. рис. 3.1). А как определить направление магнитных линий?

Рис. 3.1. Определение направления линий магнитной индукции магнитного поля проводника с током с помощью магнитных стрелок

Знакомимся с правилом буравчика

Расположим рядом с проводником несколько магнитных стрелок и пустим в проводнике ток — стрелки сориентируются в магнитном поле проводника (рис. 3.1, а). Северный полюс каждой стрелки укажет направление вектора индукции магнитного поля в данной точке, а значит, и направление магнитных линий этого поля.

С изменением направления тока в проводнике изменится и ориентация магнитных стрелок (рис. 3.1, б). Это означает, что направление магнитных линий зависит от направления тока в проводнике.



 

Определять направление линий магнитной индукции с помощью магнитной стрелки не всегда удобно, поэтому используют правило буравчика:

Если вкручивать буравчик по направлению тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика укажет направление магнитных линий магнитного поля тока (рис. 3.2, а);

или иначе:

Если направить большой палец правой руки по направлению тока в проводнике, то четыре согнутых пальца укажут направление магнитных линий магнитного поля тока (рис. 3.2, б).

Рис. 3.2. Определение направления линий магнитного поля проводника с током с помощью правила буравчика

Рис. 3.3. Линии магнитной индукции магнитного поля прямого проводника с током. Проводник расположен перпендикулярно плоскости рисунка; крестик (х) означает, что сила тока в проводнике направлена от нас

Убедитесь в справедливости правила буравчика для случаев, представленных на рис. 3.1.


Выясняем, от чего зависит модуль индукции магнитного поля проводника с током

Вспомните: магнитное действие проводника с током первым обнаружил Х. Эрстед в 1820 г. А вот почему это открытие не было сделано раньше? Дело в том, что с увеличением расстояния от проводника магнитная индукция созданного им поля быстро уменьшается. Поэтому, если магнитная стрелка расположена не вблизи проводника с током, магнитное действие тока почти незаметно.

Рассмотрите рис. 3.3. Почему с увеличением расстояния от проводника плотность линий магнитной индукции уменьшается? Равны ли модули векторов Б1 и В2?

Магнитная индукция зависит также от силы тока: с увеличением силы тока в проводнике магнитная индукция созданного им магнитного поля увеличивается.

изучаем магнитное поле катушки с током

Свернем изолированный провод в катушку и пустим по проводу ток. Если теперь вокруг катушки разместить магнитные стрелки, то к одному торцу катушки стрелки повернутся северным полюсом, а к другому — южным (рис. 3.4). Это означает, что около катушки с током существует магнитное поле.

Как и полосовой магнит, катушка с током имеет два полюса — южный и северный. Полюсы катушки расположены на ее торцах, и их легко определить с помощью правой руки:

Если четыре согнутых пальца правой руки направить по направлению тока в катушке, то отогнутый на 90° большой палец укажет направление на северный полюс катушки, то есть направление вектора магнитной индукции внутри катушки (рис. 3.5).

Сравнив магнитные линии постоянного полосового магнита и катушки с током, увидим, что они очень похожи (рис. 3.6). Заметим: магнитная стрелка, подвешенная катушка с током и подвешенный полосовой магнит ориентируются в магнитном поле Земли одинаково.

Подводим итоги

Около проводника с током существует магнитное поле. Магнитная индукция поля, созданного током, уменьшается с увеличением расстояния от проводника и увеличивается с увеличением силы тока в проводнике.

Направление линий магнитной индукции магнитного поля проводника с током можно определить с помощью магнитных стрелок или правила буравчика.

Катушка с током, как и постоянный магнит, имеет два полюса. Их можно определить с помощью правой руки: если четыре согнутых пальца правой руки направить по направлению тока в катушке, то отогнутый на 90° большой палец укажет направление на ее северный полюс.

Контрольные вопросы

1. Как определить направление линий магнитной индукции магнитного поля проводника с током? 2. Сформулируйте правило буравчика. 3. Как магнитная индукция магнитного поля проводника с током зависит от расстояния до проводника? от силы тока в проводнике? 4. Какой вид имеют линии магнитной индукции магнитного поля прямого проводника с током? катушки с током? 5. Как определить магнитные полюсы катушки с током?

Упражнение № 3

1. На рис. 1 изображена линия магнитной индукции магнитного поля проводника с током. Определите направление тока в проводнике.

2. На рис. 2 изображены линии магнитной индукции магнитных полей двух проводников с током. Определите: 1) направление магнитного поля проводника на рис. 2, а; 2) направление тока в проводнике на рис. 2, б;

3) в какой точке — А или В — магнитное поле сильнее (рис. 2, а, б).

3. Каким полюсом должна повернуться к нам магнитная стрелка (рис. 3)? Изменится ли ответ, если стрелку расположить над проводником?

4. Над катушкой подвешен магнит (рис. 4). Как будет вести себя магнит, если замкнуть цепь?

5. Определите полюсы источника тока на рис. 5.

6. В некоторых приборах проявления магнитного поля тока нежелательны. В таких приборах используется бифилярная намотка: провод скручивают вдвое так, чтобы оба его конца оказались рядом. В чем смысл такой намотки?

Экспериментальное задание

«Электромагнитный компас». Склейте бумажный цилиндр диаметром 7-10 мм и длиной 4-5 см. На полученный каркас намотайте 20-30 витков тонкого изолированного провода.

Полученную катушку закрепите горизонтально на небольшой дощечке (или пробке), концы провода соедините с батареей гальванических элементов. Определите полюсы катушки, отметьте их. Опустите дощечку в широкий сосуд с водой. Электромагнитный компас готов. Как он будет действовать? Вставьте в катушку железный гвоздь. Будет ли теперь компас работать правильно?


Физика и техника в Украине

Александр ильич Ахиезер (1911-2000) — выдающийся украинский физик-теоретик, академик НАНУ, основатель научной школы теоретической физики. Среди его учеников — академики В. Г. Барьяхтар, Д. В. Волков, С. В. Пелетминский, А. Г. Си-тенко и более 30 членов-корреспондентов и докторов наук.

Исследуя взаимодействие ультразвука с кристаллами, А. И. Ахиезер разработал механизм поглощения, обусловленный модуляцией энергии квазичастицы внешним полем, который получил название «механизм Ахиезера». Ученый является автором теории резонансных ядерных реакций, получил фундаментальные результаты при исследованиях физики плазмы, вместе с учениками сформулировал основы электродинамики плазмы. Совместно с В. Г. Барьяхтаром и С. В. Пелетминским ученый открыл новое явление — магнитоакустический резонанс.

Имя А. И. Ахиезера носит Институт теоретической физики — структурное подразделение Национального научного центра «Харьковский физико-технический институт».

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

Популярне з Фізики за 9 клас

Добавити коментар

Автору дуже потрібно знати, чи Вам допоміг даний матеріал?!

    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
оновити, якщо не видно коду

Коментарів 0


Ми створили сайт TEXTBOOKS з метою розміщення матеріалів (шкільних підручників) Міністерства Освіти України, для покращення освітнього процесу учнів у школах та вузах України.
Онлайн перегляд шкільного матеріалу допоможе Вам знайти якісну відповідь на поставлені питання вчителя.
Використовуйте Наш ресур для підготовки до ЗНО 2021, адже у нас присутні підготовчі курси з математики, української мови та літератури, англіської мови та історії України.