Физика, полный курс для 9 класса

Урок по теме «Магнитное поле»

1. Что такое магнитное поле?

Магнитное поле — это особый вид материи, который существует вокруг движущихся электрических зарядов и магнитов. Оно невидимо, но его действие можно наблюдать:

• Магнит притягивает железные предметы.

• Компасная стрелка поворачивается вдоль линий магнитного поля Земли.

• Проводник с током отклоняется в магнитном поле.

Магнитное поле действует только на движущиеся заряды (например, ток в проводнике) и другие магниты.

2. Источники магнитного поля

Магнитное поле создается:

1. Постоянными магнитами – телами, сохраняющими намагниченность (например, железо, никель, кобальт).

   • У магнита есть два полюса: северный (N) и южный (S).

   • Одноименные полюса отталкиваются, разноименные – притягиваются.

2. Электрическим током (проводники и катушки).

   • В 1820 году Ханс Эрстед обнаружил, что проводник с током отклоняет магнитную стрелку.

   • Чем сильнее ток, тем мощнее магнитное поле.

3. Катушкой с током (соленоидом) – если пропустить ток через витки проволоки, получится электромагнит.

3. Как изображают магнитное поле?

Магнитное поле можно увидеть с помощью железных опилок: они выстраиваются вдоль линий магнитного поля.

Свойства линий магнитного поля:

• Выходят из северного полюса (N) и входят в южный (S).

• Никогда не пересекаются.

• Чем гуще линии, тем сильнее поле.

4. Действие магнитного поля на проводник с током

Если поместить проводник с током в магнитное поле, на него будет действовать сила Ампера:

Формула:

$$F_A=B\cdot I\cdot L\cdot \sin \alpha$$

где:

• $F_A$ – сила Ампера (Н),

• $B$ – индукция магнитного поля (Тл),

• $I$ – сила тока (А),

• $L$ – длина проводника (м),

• $\alpha$ – угол между направлением тока и линиями поля.

Правило левой руки (для определения направления силы):

Расположите левую руку так, чтобы:

• 4 пальца указывали направление тока (от "+" к "-"),

• Линии поля входили в ладонь,

• Большой палец покажет направление силы Ампера.

5. Применение магнитного поля

• Электродвигатели – преобразуют электрическую энергию в механическую.

• Громкоговорители (динамики) – ток в катушке взаимодействует с магнитом, создавая звук.

• Магнитная запись данных (жесткие диски, кредитные карты).

• Медицина (МРТ) – создает изображения внутренних органов.

Выводы

1. Магнитное поле возникает вокруг магнитов и проводников с током.

2. Линии магнитного поля выходят из N и входят в S.

3. На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера.

4. Направление силы можно определить по правилу левой руки.

Вопросы для самопроверки

1. Почему магнитное поле действует только на движущиеся заряды?

2. Как можно усилить магнитное поле катушки с током?

3. Куда направлена сила Ампера, если ток течет вверх, а магнитное поле – вправо?