Физика, полный курс для 8 класса

Учебный текст по теме:

Магнитное поле. Действие магнитного поля на проводник с током

1. Магнитное поле. Магнитные линии

Магнитное поле — это особый вид материи, который существует вокруг магнитов и проводников с током. Оно невидимо, но его действие можно наблюдать. Например, магнитное поле заставляет стрелку компаса указывать на север.

Магнитные линии

Магнитные линии — это воображаемые линии, которые показывают направление и форму магнитного поля.

• Магнитные линии всегда замкнуты: они выходят из северного полюса магнита и входят в южный.

• Чем гуще линии, тем сильнее магнитное поле.

• Магнитные линии никогда не пересекаются.

Пример из жизни

Если рассыпать железные опилки вокруг магнита, они выстроятся вдоль магнитных линий, показывая форму магнитного поля.

2. Сила Ампера. Электродвигатель

Когда проводник с током находится в магнитном поле, на него действует сила, которая называется силой Ампера.

Формула силы Ампера

Сила Ампера рассчитывается по формуле:

$$F=BIl\sin \alpha$$

где:

• $F$ — сила Ампера (в ньютонах, Н),

• $B$ — магнитная индукция (в теслах, Тл),

• $I$ — сила тока (в амперах, А),

• $l$ — длина проводника (в метрах, м),

• $\alpha$ — угол между направлением тока и магнитным полем.

Пример расчёта

Если $B=0,1$ Тл, $I=2$ А, $l=0,5$ м, $\alpha =90^{\circ }$, то сила Ампера равна:

$$F=0,1\text{Тл}\cdot 2\text{А}\cdot 0,5\text{м}\cdot \sin 90^{\circ }=0,1\text{Н}\mathrm{.}$$

Электродвигатель

Электродвигатель — это устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическую. Его работа основана на действии силы Ампера.

• В электродвигателе рамка с током вращается в магнитном поле.

• Это вращение используется для приведения в движение различных механизмов, например, вентиляторов, стиральных машин, электромобилей.

3. Практическое значение магнитного поля и силы Ампера

1. Магнитное поле:

   • Используется в компасах для определения направления.

   • Применяется в медицинской диагностике (МРТ).

2. Сила Ампера:

   • Лежит в основе работы электродвигателей.

   • Используется в генераторах для преобразования механической энергии в электрическую.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое магнитное поле?

2. Что такое магнитные линии?

3. Как действует магнитное поле на проводник с током?

4. Как работает электродвигатель?

5. Приведите примеры использования магнитного поля и силы Ампера в технике.

Задания для закрепления

1. Рассчитайте силу Ампера, если $B=0,2$ Тл, $I=3$ А, $l=0,4$ м, $\alpha =90^{\circ }$.

2. Объясните, почему проводник с током движется в магнитном поле.

3. Предложите эксперимент для наблюдения магнитных линий.