Конспект по физике для 9 класса «Индукция магнитного поля». ВЫ УЗНАЕТЕ: От каких физических величин зависит сила, действующая на проводник с током, помещённый в магнитное поле. Что такое индукция магнитного поля. В каких единицах измеряется магнитная индукция.
Конспекты по физике Учебник физики Тесты по физике
Индукция магнитного поля.
В 8 классе вы 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 известно, что магнитная стрелка, расположенная рядом с проводником с током или постоянным магнитом, 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.
Пусть первоначально проводник уравновешен. Показание динамометра обозначим F1. Оно численно равно 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 показания 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 показывает, что сила Ампера зависит от ориентации проводника в магнитном поле. Эта сила достигает своего максимального значения в случае, когда проводник расположен перпендикулярно линиям поля.
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:
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.
НАПРАВЛЕНИЕ ЛИНИИ 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 стрелки, помещённой в данную точку поля.
Используя понятие вектора магнитной индукции, магнитные линии также называют линиями магнитной индукции.
Или, другими словами, линиями магнитной индукции называют 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. Эту единицу называют тесла (Тл) в честь выдающегося югославского физика Николы Тесла:
На практике используется также более мелкая единица индукции — миллитесла: 1 мТл = 0,001 Тл.
Никола Тесла (1856—1943) — югославский физик, инженер, изобретатель в области электротехники и радиоэлектроники.
Вы смотрели Конспект по физике для 9 класса «Индукция магнитного поля».
Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).