Напрямок струму та напрямок ліній. Презентація до уроку з фізики (9 клас) на тему: Напрямок струму та напрямок ліній його магнітного поля

Інструкція

Щоб дізнатися напрямокмагнітних для прямого провідникас , розташуйте його так, щоб електричний струм йшов у напрямку від вас (наприклад, у аркуш паперу). Спробуйте згадати, як рухається бур або гвинт, що закручується викруткою: по годинниковій і . Зобразіть цей рух рукою, щоб зрозуміти напрямок ліній. Таким чином, лінії магнітного поляспрямовані за годинниковою стрілкою. Позначте їх схематично на кресленні. Цей метод є правилом буравчика.

Якщо провідник розташований не в тому напрямку, встаньте подумки таким чином або поверніть конструкцію так, щоб струм від вас віддалявся. Потім згадайте рух бура чи гвинта та поставте напрямокмагнітних лінійза годинниковою стрілкою.

Якщо правило свердловика здається вам складним, спробуйте використовувати правило правої руки. Щоб за його допомогою визначити напрямокмагнітних ліній, розташуйте руку використовуйте праву руку з відстовбурченим великим пальцем. Великий палець направте рухом провідника, а 4 інших пальця – у напрямку індукційного струму. Тепер зверніть увагу, силові лінії магнітного поля у вашу долоню.

Щоб використовувати правило правої руки для котушки зі струмом, обхопіть його подумки долонею правої руки так, щоб пальці були направлені вздовж струму в витках. Подивіться, куди дивиться відставлений палець – це є напрямокмагнітних лінійвсередині. Цей спосіб допоможе визначити орієнтацію металевої болванки, якщо вам потрібно зарядити за допомогою котушки зі струмом.

Щоб визначити напрямокмагнітних лінійза допомогою магнітної стрілки, розташуйте кілька таких стрілок навколо дроту чи котушки. Ви побачите, що осі стрілок спрямовані по дотичних до кола. За допомогою цього методу можна знайти напрямок лінійу кожній точці простору та їх безперервність.

Під лініями індукції розуміють силові лінії магнітного поля. Щоб отримати інформацію про цей вид матерії, недостатньо знати абсолютну величинуіндукції, потрібно знати та її напрямок. Напрямок ліній індукції можна знайти за допомогою спеціальних приладів або користуючись правилами.

Вам знадобиться

• - Прямий і круговий провідник;
• - Джерело постійного струму;
• - Постійний магніт.

Інструкція

Підключіть прямий провідник до джерела постійного струму. Якщо по ньому тече струм, він магнітним полем, силові лінії якого є концентричними колами. Визначте напрямок силових ліній, скориставшись правилом . Правим свердловиком називається гвинт, що просувається при обертанні в праву сторону (за годинниковою стрілкою).

Визначте напрям струму у провіднику, враховуючи, що він протікає від позитивного джерела полюса до негативного. Шток гвинта розташуйте паралельно провіднику. Починайте обертати його так, щоб шток почав рухатися у напрямку струму. У цьому випадку напрямок обертання рукоятки покаже напрямок ліній індукції магнітного поля.

Знайдіть напрямок силових ліній індукції витка зі струмом. Для цього використовуйте той самий правий свердловин. Буравчик розташуйте таким чином, щоб рукоятка оберталася у напрямку протікання струму. У цьому випадку рух штока свердловика покаже напрямок ліній індукції. Наприклад, якщо струм протікає у витку за годинниковою стрілкою, лінії магнітної індукції будуть площини витка і будуть йти в його площину.

Якщо провідник рухається у зовнішньому магнітному полі, визначте його напрямок, користуючись правилом лівої руки. Для цього розташуйте ліву рукутак, щоб чотири пальці показували напрямок струму, а відставлений великий палець, напрямок руху провідника. Тоді лінії індукції однорідного магнітного поля входитимуть у долоню лівої руки.

Відео на тему

У процесі створення креслення інженер стикається з цілим спектром проблем, уміння вирішувати які є ступенем його кваліфікації. Визначення видимості на кресленнях складних деталей є одна зі згаданих проблем. Найпоширеніший метод визначення видимості на кресленні – метод конкуруючих точок.

Вам знадобиться

• Зображення деталі без певної видимості принаймні у двох головних видах, що захоплюють вид спереду, для цього краще підійдуть вигляд спереду та зверху, зазначені ключові точки на кресленні, в яких визначатиметься видимість.

Інструкція

Знайдіть на кресленні точки, проекції яких або площині збігаються, не збігаючись у своїй на площині проекції. Такі точки конкурують і вони будуть використані нами як опорних точокпри побудові видимості, повідомляючи нам про перебування у просторі тих , яких ці точки прив'язані.

Через зазначені раніше точки, призначені для видимості, проведіть прямі таким чином, щоб вони були перпендикулярні одній з головних площин проекції, при цьому автоматично стаючи паралельними іншій площині проекції.

Позначте точки перетину, проведених вами в попередній крокз деталлю. Ці точки будуть конкуруючими, оскільки їх проекції на одній площині збігатимуться, не збігаючись при цьому на іншій площині. Якщо проекції точок збігаються на фронтальній площині (П1) то точки називаються фронтально конкуруючими. Якщо проекції точок збігаються на горизонтальній площині(П2), то такі точки називаються горизонтально-конкуруючими.

Визначте видимість. Для фронтально конкуруючих точок видимість визначається вигляді зверху. Та точка, горизонтальна проекція нижче, тобто ближче до спостерігача, буде видно на передньому вигляді. Відповідно інша точка, яка конкурує даної, буде невидима. Для горизонтально конкуруючих точок видимість визначається вигляді спереду, у своїй та точка буде видима, що перебуває вище інших, проте інші, конкуруючі даної, будуть невидимі.

Магнітне поле не сприймається органами чуття людини. Для того, щоб його побачити, необхідний спеціальний прилад. Він дозволяє спостерігати форму силових ліній магнітного поля у тривимірному вигляді.

Інструкція

Приготуйте основу приладу – пластмасову пляшку. Застосовувати скляну небажано, оскільки вона може бути розбита під час дослідів магнітом, інструментами чи іншими металевими предметами. У пляшки має бути наклейка лише з одного боку. Якщо наклейка видаліть одну з її половин, а якщо її немає взагалі, зафарбуйте один бік пляшки білою фарбою. Вийде фон, на якому силові лінії найбільш помітні.

Розташуйтесь у будь-якому приміщенні, крім кухні. Постеліть на стіл газету, надягніть захисні рукавички. Настрижіть на неї непотрібними ножицями зі старої металевої мочалки для миття посуду. Загорніть у пакет і цим пристроєм повністю зберіть. Вставте в шийку пляшки лійку, а потім, помістивши пристрій над лійкою, приберіть магніт з пакета. Тирса відокремиться від пакета і через лійку в пляшку. У жодному разі не допускайте попадання тирси на підлогу та будь-які навколишні предмети, особливо одяг, взуття та продукти харчування! Тепер наповніть пляшку майже доверху прозорою та безпечною олією, після чого щільно закупорьте. Ретельно вимийте готовий пристрій зовні від залишків масла.

Перемішайте тирсу з олією, обертаючи пляшку. Просто струшувати її неефективно. Тепер піднесіть до неї магніт, і тирса вишикується відповідно до форми силових ліній. Щоб підготувати прилад до наступного досвіду, приберіть магніт і знову перемішайте тирсу з маслом, як зазначено вище.

Спробуйте спостерігати силові лінії полей магнітів різної форми. Замалюйте або сфотографуйте їх. Подумайте, вони мають саме таку форму, на це запитання у підручнику фізики. Спробуйте пояснити, чому пристрій не на змінні магнітні поля, наприклад, від трансформаторів.

Відео на тему

Зверніть увагу

Не дозволяйте дітям користуватися візуалізатором без спостереження дорослих – це іграшка, а фізичний прилад. Тира, що міститься в ньому, небезпечні при ковтанні.

Джерела:

• Тривимірний візуалізатор магнітних полів у 2019

Справжнім напрямом струмує те, в якому рухаються заряджені частинки. Воно, своєю чергою, залежить від знака їхнього заряду. Крім цього, техніки користуються умовним напрямомпереміщення заряду, що не залежить від властивостей провідника.

Інструкція

Для визначення справжнього напрямку переміщення заряджених частинок керуйтесь наступним правилом. Усередині джерела вони вилітають з електрода, який від цього заряджається з протилежним знаком, і рухаються до електрода, який з цієї причини набуває заряду, за знаком аналогічний частинок. У зовнішньому ж ланцюзі вони вириваються електричним полемз електрода, заряд якого збігається із зарядом частинок, і притягуються до протилежно зарядженого.

У металі носіями струмує вільні електрони, що переміщаються між вузлами кристалічної. Оскільки ці частинки заряджені негативно, всередині джерела вважайте їх рухомими від позитивного електрода до негативного, а зовнішнього ланцюга - від негативного до позитивного.

У неметалевих провідниках заряд переносять також електрони, але механізм їхнього переміщення інший. Електрон, залишаючи атом і тим самим перетворюючи його на позитивний іон, змушує його захопити електрон з попереднього атома. Той самий електрон, який залишив атом, іонізує негативно наступний. Процес повторюється безперервно, поки в ланцюзі струм. Напрямок руху заряджених частинок у цьому випадку вважайте тим самим, що й у попередньому випадку.

У заряд завжди переносять тяжкі іони. Залежно від складу електроліту вони можуть бути як негативними, так і позитивними. У першому випадку вважайте їх такими, що поводяться аналогічно електронам, а в другому - аналогічно позитивним іонаму газах чи дірках у напівпровідниках.

При вказівці напряму струмув електричної схеми, незалежно від того, куди переміщуються заряджені частинки насправді, вважайте їх, що рухаються в джерелі від негативного полюса до позитивного, а в зовнішньому ланцюзі - від позитивного до негативного. Вказаний напрямоквважається умовним, а прийнято воно до будови атома.

Джерела:

• напрямок струму

Порада 6: Де знайти провідника для походу в гори чи ліс

Багатьох людей, які збираються у відпустку, приваблює не безцільне лежання на пляжі, а піші чи кінні походи в гори чи ліс, що дають змогу побути наодинці з природою, помилуватися красою місць, не зіпсованих цивілізацією, та й перевірити себе. Але, якщо ви вирушаєте не просто на прогулянку по стежках, а в справжній багатоденний похід незвіданими місцями, без провідника вам не обійтися.

Навіщо потрібен провідник у поході

Така людина не лише досконало вивчила тут кожну стежку, але знає всі місцеві погоди, особливості поведінки та правила безпеки. Його присутність стане гарантією того, що похід пройде в максимально комфортних умовах і всі його учасники повернуться з нього цілими і неушкодженими.

Особливо необхідний провідник у тому випадку, коли ви і учасники вашої групи - туристи-початківці. Часом незнання елементарних правилБезпека та відсутність первинних туристичних навичок призводять до справжніх людських трагедій. Провідник не тільки гарант безпеки, але й людина, яка навчить вас правилам та покаже вам те, що самі ви просто не зможете розглянути та побачити.

Вирушаючи в похід, ретельно вивчіть всі особливості даної території, перегляньте маршрут і підготуйтеся фізично.

Як знаходити провідника для туристичного походу

Перед тим як вийти на маршрут, попередьте про це місцеві рятувальні служби та домовтеся про контрольні терміни вашої появи, щоб у разі затримки допомогу було надіслано негайно.

Якщо вони не виділять провідника з лав своїх членів та співробітників, напевно порадять, до кого з місцевих жителіввам можна звернутись. Хороша порадаі рекомендації ви можете отримати і звернувшись до торгової точки, де продають гірське чи туристичне спорядження, зазвичай торгують там люди, які не з чуток знайомі з туризмом та альпінізмом.

Всесильний інтернет надасть вам допомогу у пошуку. Ви можете переглянути офіційні сайти тих міст, які будуть відправною точкою вашого походу, часто там є подібна інформація. Є спеціалізовані сайти, що пропонують послуги професійних провідників, причому вони можуть супроводжувати вас не тільки Росією, але й за кордоном.

Джерела:

• Замовлення провідників та супроводжуючих по інтернету в 2019

Магнітний лак для нігтів з'явився на ринку кілька років тому. Щоправда, задовго до появи у широкому продажу цей засіб уже майнув у лімітованих колекціях деяких брендів. Особливість продукту – широкі можливості для дизайну. За допомогою спеціальних магнітів нігті можна прикрасити стилізованими зірками, сніжинками, зигзагами чи хвилями.

Інструкція

Загадка ефекту магнітного лаку у його складі. У формулу включені дрібні металеві частинки, які під дією магніту вишиковуються в певному порядку. Кожен магніт може "намалювати" лише один вид візерунка. Тому ті, хто хочуть різноманітності, змушені купувати кілька пристосувань з різними мотивами. Хороша новинадля любителів магнітних лаків - всі аксесуари для створення малюнків взаємозамінні. Ви можете придбати лаки однієї марки та робити на них візерунки магнітами іншої.

Ще одна загальна рисавсіх лаків цього - схожий вид покриття. Лаки мають щільну текстуру з перламутровим відблиском, для нанесення засобу рівним шаром потрібна вправність. Палітра магнітних лаків обмежена темними складними відтінками від чорно-сірого до сіро-блакитного. Більшість кольорів має виражений холодний підтон - його задають металеві частинки, що є у складі.

Магнітні лаки вирізняються високою стійкістю. Однак вони можуть підкреслити всі нерівності нігтя. Щоб засіб лежав ідеально, перед нанесенням необхідно вирівняти пластину полірувальним бруском та нанести на неї шар захисної бази.

Якщо лаки марок різних цінових категорій дуже схожі, то категорії магнітів панує різноманітність. Початківцям варто звернути увагу на , укріплені на підставці - набагато зручніше ними користуватися. Достатньо помістити палець на спеціальну платформу почне діяти. Платівки, які потрібно самостійно тримати над нафарбованим нігтем, менш зручні – не завжди вдається правильно розрахувати відстань, необхідну для появи малюнка. Якщо ж піднести платівку надто близько, легко змастити свіжонанесений лак.

Найпопулярніший малюнок для магнітного манікюру – зірка або сніжинка. На другому місці різноманітні смуги. Хвилі та зигзаги зустрічаються рідше, а магніти з незвичайними візерунками на кшталт квітів чи сердець майже не випускаються.

Манікюр із магнітним лаком має деякі особливості. Засіб наносять досить товстим шаром, свіжонафарбований ніготь негайно поміщається під магніт. Чим довше тримати магніт над лаком і чим ближче він буде розташований, тим яскравішим буде малюнок. Наносити на нього блискучі топи, рідкі сушіння та інші засоби не можна – вони розмиють поверхню магнітного лаку, і візерунок стане погано видно. На сушіння потрібно не менше півгодини, зате покриття вийде міцним і триматиметься не менше 5 днів.

Відео на тему

Корисна порада

Вибираючи візерунок, врахуйте, що зірки та поперечні смуги роблять нігті коротшими і ширшими, а зигзаги, поздовжні хвиліі вертикальні смужки навпаки, подовжують пластину.

Магнітне поле Землі

Глибоко під нашими ногами, під товщею Земної кори знаходиться те, що вже багато мільярдів років зігріває планету Земля зсередини – величезний океан в'язкої розпеченої магми. Ця магма складається з багатьох речовин, у тому числі і з металів, які дуже добре проводять електричний струм. На всій планеті під поверхнею Землі рухаються мікроскопічні електрони, створюючи електричне, а з ним і магнітне поле.

Переміщення геомагнітних полюсів

Магнітне поле Землі має два полюси: Північний геомагнітний полюс (знаходиться у планети) та Південний геомагнітний полюс (перебуває у північній півкулі планети). Одне з найвідоміших незвичайних явищ, що стосуються магнітного поля Землі – це географічне пересування гео магнітних полюсів.

Річ у тім, що у магнітне полі впливає відразу кілька чинників, сприяють його нестабільному становищу. Це і взаємодія з віссю обертання Землі, і різний тиск земної корина різних ділянках планети, та наближення/видалення космічних тіл(Сонця, Місяця), і, більшою мірою, міграція.

Потік магми є гігантською мантійною річкою, яка рухається під впливом сонячної радіаціїта обертання Землі із заходу на схід. Але оскільки розміри цієї річки величезні, вона, як і звичайна річка, Не може рухатися стабільно рівно. Звичайно, в ідеальних умовахрусло мантійної річки мало б проходити вздовж екватора. У цьому випадку географічні та магнітні полюси Землі збігалися б. Але природні умовитакі, що під час руху магма шукає зони найменшого опорупотоку (зони низького тискукори) і просувається до них, зрушуючи при цьому магнітне поле та геомагнітні полюси.

Магнітні аномалії

Нестабільність мантійної річки впливає як на магнітні полюса, а й виникнення особливих зон, названих «магнітними аномаліями» Магнітні аномалії не мають постійного розташування, можуть ставати сильнішими/слабшими, відрізняються розмірами та причинами виникнення.

Найпоширеніше явище – локальні магнітні аномалії(менше 100 квадратних метрів). Вони зустрічаються скрізь, розташовані в хаотичному порядку і виникають, в основному, під впливом родовищ корисних копалин, розташованих занадто близько до Землі.

Інші магнітні аномалії – регіональні (до 10000 квадратних кілометрів). Вони виникають унаслідок зміни магнітного поля. Їх розмір і сила залежить від будови земної кори у цій місцевості. Наприклад, при переході рівнинної місцевості в гористу відбувається різке піднесення земної кори, як на поверхні Землі, так і під нею. При такій зміні рельєфу швидкість руху потоку магми різко збільшується, частинки речовини стикаються один з одним і виникають коливання в магнітному полі. Одні з найвідоміших регіональних аномалій – Курська та Гавайська.

Найбільшими є континентальні магнітні аномалії (площею понад 100 000 квадратних кілометрів). Вони завдячують своїм виникненням розломами кори Землі та впливом земної осі. Наприклад, Східносибірська аномалія внаслідок зсуву земної осі саме у цей бік. Крім того, гірські хребти розділили мантійну річку на два рукави, що поточні в різних напрямках, внаслідок чого стрілка компаса матиме у цьому районі західне . Біля берегів Канади складається інша ситуація. Там знаходиться величезна площа зіткнення мантійної річки з корою Землі, внаслідок якої виникає напруженість магнітного поля, яка у свою чергу відтягує вісь Землі на себе.

Однак найцікавіша магнітна аномалія знаходиться на півдні Атлантичного океану. Магнітна річка там повертає у протилежний бік, тим самим змінюючи магнітне поле таким чином, що ця область протилежна решті південній півкулі. Ця аномалія відома тим, що кілька разів у космонавтів, що пролітають над нею, ламалася дрібна електроніка.

Магнітні аномалії розкидані по всій планеті, не мають постійного розташування, вони з'являються і зникають, стають сильнішими або слабшими. Окрім іншого, роки досліджень показали, що геомагнітне поле планети слабшає, а магнітні аномалії стають дедалі сильнішими.

Магнітний конструктор та розвиток дитини

Магнітні конструктори з'явилися над ринком порівняно недавно. Купуючи набір з магнітів, дорослі часто погано уявляють собі, що вони купили. Щоб розібратися в принципах роботи, варто почитати інструкцію. В інструкції ви знайдете кілька варіантів збирання базових моделей. Магнітні конструктори призначені для створення різноманітних фігур та форм, у тому числі об'ємних.

Головна перевага магнітного конструктора полягає в тому, що він не заганяє фантазію дитини в рамки, а дозволяє їй творити. В інструкції можна знайти кілька базових фігур, склавши які, дитина навчиться «керувати» своєю новою іграшкою. Потім підключається фантазія, і малюк починає творити, створюючи нові, фантастичні постаті.

В основі дії магнітного конструктора лежить поєднання різних деталей. Усередині кожної деталі є магніти. За допомогою магнітів елементи можна приєднувати один до одного будь-якою стороною. Існує кілька модифікацій магнітних наборів. Для найменших – магнітні дошки із плоскими елементами. Для дітей старшого віку – деталі, що дозволяють створювати великі тривимірні фігури. Великою популярністю користуються набори з маленьких магнітних кульок та паличок.

Застосування у навчанні

Використання конструкторів з магнітними елементами дозволяє перенести процес навчання на новий рівень. Створення з дрібних деталей розвиває рухові навички, допомагає відкрити в дитині нові здібності. У процесі гри дитина дізнається про різноманітність форм, навчається координувати свої рухи.

Вчителі використовують магнітні конструктори як наочних посібників. З деталей можна побудувати форму, яка демонструє структуру молекул. Або відтворити людський скелет у тривимірній проекції. Або показати дітям об'ємні геометричні форми. Можливість оглянути і доторкнутися до моделей різних фігур у кілька разів підвищує рівень засвоєння нового матеріалу в школі.

Правила безпеки

Магнітні конструктори містять багато дрібних деталей, тому купувати їх слід з обережністю, враховуючи вікові особливостідітей. Особливо небезпечні маленькі магнітні кульки, що входять до складу багатьох наборів. Ці деталі легко можуть проникнути в рот, вухо, ніс дитини. Тому рекомендується купувати магнітні дошки із великими деталями.

Тривалий часелектричні та магнітні поля вивчалися окремо. Але в 1820 році датський вчений Ханс Крістіан Ерстед під час лекції з фізики виявив, що магнітна стрілка повертається біля провідника зі струмом (див. рис. 1). Це довело магнітна діяструму. Після проведення кількох експериментів Ерстед виявив, що поворот магнітної стрілки залежав від напрямку струму у провіднику.

Мал. 1. Досвід Ерстеда

Для того щоб уявити, за яким принципом відбувається поворот магнітної стрілки поблизу провідника зі струмом, розглянемо вид з торця провідника (див. мал. 2, струм спрямований у малюнок, - з малюнка), біля якого встановлені магнітні стрілки. Після пропускання струму стрілки вишикуються певним чином, протилежними полюсами один до одного. Так як магнітні стрілки вишиковуються по дотичних до магнітних ліній, то магнітні лінії прямого провідника зі струмом є колами, а їх напрямок залежить від напрямку струму в провіднику.

Мал. 2. Розташування магнітних стрілок біля прямого провідника зі струмом

Для більш наочної демонстрації магнітних лінійпровідника зі струмом можна провести наступний досвід. Якщо навколо провідника зі струмом висипати залізну тирсу, то через деякий час тирса, потрапивши в магнітне поле провідника, намагнітиться і розташується по колах, які охоплюють провідник (див. рис. 3).

Мал. 3. Розташування залізної тирсинавколо провідника зі струмом ()

Для визначення напрямку магнітних ліній біля провідника зі струмом існує правило буравчика(правило правого гвинта) - якщо вкручувати свердлик за напрямом струму у провіднику, то напрямок обертання ручки свердловина вкаже напрямок ліній магнітного поля струму (див. рис. 4).

Мал. 4. Правило свердловина ()

Також можна використовувати правило правої руки- якщо направити великий палець правої руки у напрямку струму у провіднику, то чотири зігнуті пальці вкажуть напрямок ліній магнітного поля струму (див. рис. 5).

Мал. 5. Правило правої руки ()

Обидва вказані правила дають один і той же результат і можуть бути використані для визначення напрямку струму у напрямку магнітних ліній поля.

Після відкриття явища виникнення магнітного поля поблизу провідника зі струмом Ерстед розіслав результати своїх досліджень більшості провідних вчених Європи. Отримавши ці дані, французький математик і фізик Ампер розпочав свою серію експериментів і через деякий час продемонстрував публіці досвід взаємодії двох. паралельних провідниківзі струмом. Ампер встановив, що якщо по двох розташованих паралельно провідникам тече електричний струм в один бік, то такі провідники притягуються (див. мал. 6 б) якщо струм тече в протилежні сторони- провідники відштовхуються (див. мал. 6 а).

Мал. 6. Досвід Ампера ()

Зі своїх дослідів Ампер зробив такі висновки:

1. Навколо магніту, або провідника, або електрично зарядженої частинки, що рухається існує магнітне поле.

2. Магнітне поле діє з деякою силою на заряджену частинку, що рухається в цьому полі.

3. Електричний струмє спрямоване рух заряджених частинок, тому магнітне поле діє провідник зі струмом.

На малюнку 7 зображено дротяний прямокутник, напрям струму в якому показано стрілками. Використовуючи правило свердлувальника, накреслити біля сторін прямокутника по одній магнітній лінії, вказавши стрілкою її напрямок.

Мал. 7. Ілюстрація до завдання

Рішення

Уздовж сторін прямокутника (провідної рамки) вкручуємо уявний свердлик у напрямку струму.

Поблизу правої бокової сторони рамки магнітні лінії виходитимуть із малюнка зліва від провідника і входитимуть у площину малюнка праворуч від нього. Це позначається за допомогою правила стріли у вигляді точки зліва від провідника та хрестика праворуч від нього (див. мал. 8).

Аналогічно визначаємо напрямок магнітних ліній біля інших сторін рамки.

Мал. 8. Ілюстрація до завдання

Досвід Ампера, в якому навколо котушки встановлювалися магнітні стрілки, показав, що при протіканні по котушці струму стрілки до торців соленоїда встановлювалися різними полюсами вздовж уявних ліній (див. рис. 9). Це показало, що поблизу котушки зі струмом є магнітне поле, а також що у соленоїда є магнітні полюси. Якщо змінити напрямок струму в котушці, магнітні стрілки розгорнуться.

Мал. 9. Досвід Ампера. Утворення магнітного поля поблизу котушки зі струмом

Для визначення магнітних полюсів котушки зі струмом використовується правило правої руки для соленоїда(див. рис. 10) - якщо обхопити соленоїд долонею правої руки, направивши чотири пальці у напрямку струму у витках, то великий палець покаже напрямок ліній магнітного поля всередині соленоїда, тобто на нього північний полюс. Це правило дозволяє визначати напрямок струму у витках котушки за розташуванням її магнітних полюсів.

Мал. 10. Правило правої руки для соленоїда зі струмом

Визначте напрям струму в котушці та полюси біля джерела струму, якщо при проходженні струму в котушці виникають магнітні полюси, що вказані на малюнку 11.

Мал. 11. Ілюстрація до завдання

Рішення

Згідно з правилом правої руки для соленоїда, обхопимо котушку таким чином, щоб великий палець показував на її північний полюс. Чотири зігнуті пальці вкажуть на напрям струму вниз по провіднику, отже, правий полюс джерела струму позитивний (див. рис. 12).

Мал. 12. Ілюстрація до завдання

на даному уроціми розглянули явище виникнення магнітного поля поблизу прямого провідника зі струмом та котушки зі струмом (соленоїда). Також було вивчено правила знаходження магнітних ліній даних полів.

Список літератури

1. А.В. Перишкін, Е.М. Гутник. Фізика 9. – Дрофа, 2006.
2. Г.М. Степанова. Збірник завдань із фізики. - М: Просвітництво, 2001.
3. А.Фадєєва. Тести фізика (7 – 11 класи). - М., 2002.
4. В. Григор'єв, Г. Мякішев Сили в природі. - М: Наука, 1997.

Домашнє завдання

1. Інтернет-портал Clck.ru().
2. Інтернет-портал Class-fizika.narod.ru().
3. Інтернет-портал Festival.1september.ru().

1779. На малюнку 240 зображено провідника, який наблизили до магніту. Напрямок струму у провіднику показано стрілками. В який бік рухатиметься провідник?

1780*. На малюнку 241 зображено чотири провідники зі струмом, розташовані між полюсами магнітів. Як рухається кожен із них?

1781*. Чотири провідники зі струмом перебувають у магнітному полі (рис. 242). Як рухається кожен із них? Чи взаємодіють вони між собою?

1782. Позначте стрілками, як взаємодіють паралельні точкиу випадках а, б, на малюнку 243.

1783. Чи взаємодіють два дроти тролейбусної лінії? Якщо так, то як саме?

1784. На малюнку 244 показано, як взаємодіють провідники зі струмом. Покажіть стрілками напряму струмів у провідниках.

1785*. Струмінь розплавленого алюмінію при пропусканні по ній струму звужується. Чим пояснити це явище?

1786. На малюнку 245 зображено електричний ланцюг із провідником у формі пружини. Нижній кінець пружини занурений у ртуть. Що відбувається з пружиною в електричного ланцюгапісля замикання ключа? Як при цьому змінюється сила струму в ланцюзі?

1787. Яку дію має однорідне магнітне поле на рамку зі струмом (рис. 246)? Як магнітне поле діє на кожну сторону рамки? Що потрібно зробити, щоб магнітне поле стискало рамку?

1788*. Як повертатиметься рамка зі струмом у однорідному магнітному полі (рис. 247)? Як магнітне поле діє на кожну сторону рамки? Що потрібно зробити, щоб рамка повернулася у протилежний бік?

1789. Рамка зі струмом підвішена між полюсами магніту. Напрямок струму в ній вказано стрілками (рис. 248). Як рухатиметься рамка у разі а та у випадку б? Як магнітне поле діє кожну сторону рамки у разі а? у разі б?

1790. Якщо рукою зупинити лопату настільного вентилятора, що працює, його корпус починає нагріватися. Чому?

1791. На малюнку 249 зображено провід довжиною 50 см в однорідному магнітному полі з індукцією 0,4 Тл. Провід розташований перпендикулярно до ліній магнітної індукції, і по ньому тече струм силою 0,5 А. Знайдіть модуль і напрямок сили, що діє на провідник.

1792. Двометровий прямолінійний провідник, Яким тече струм силою 0,4 А, знаходиться в однорідному магнітному полі. На провідні з боку поля діє сила, яка по модулю дорівнює 0,4 Н (рис. 250), а вектор індукції магнітного поля перпендикулярний до провідника. Знайдіть модуль та напрямок вектора індукції магнітного поля.

1793. На прямолінійний провідник завдовжки 80 см, поміщений в однорідне магнітне поле, сто боку магнітного поля діє сила, що дорівнює 0,2 Н (рис. 251). Визначте силу струму та напрямок струму у провіднику, якщо індукція магнітного поля дорівнює 0,04 Тл.

Ви знаєте правило правого гвинта? Якщо ви коли-небудь закручували гвинт або шуруп, то ви, напевно, знаєте, в який бік він закручується, а в який викручується. Люди уніфікували напрямок закручуючи гвинтів та шурупів. Це означає, що всі шурупи та гвинти у всьому світі закручуються в один бік.

Тобто, якщо ви купите якийсь прилад в іншій країні, то у разі його ремонту або складання вам не потрібні гвинти з нарізкою в інший бік, такі, яких не купиш у вашій країні. Нарізка всіх гвинтів у світі збігається. Це правило порушують лише в деяких особливих випадках, коли від нарізки залежить обертання частини пристрою. Але для таких випадків роблять особливі деталі. Це просте, але геніальне рішенняпозбавило безлічі потенційних проблем.

«Правило буравчика», напрям струму та ліній його магнітного поля

Виявляється, що це правило застосовується не тільки в механіці до закручування гвинтів. Якщо ми маємо провідник зі струмом, це правило допомагає нам визначити напрямок ліній магнітного поля , утвореного цим струмом . Тільки це правило в даному випадкуносить назву «правила свердловина». Правило буравчика звучить так:

Якщо напрямок поступального руху буравчика збігається з напрямком струму у провіднику, то напрямок обертання ручки буравчика збігається з напрямком ліній магнітного поля струму.

Зрозуміти відразу трохи складно, тож розберемося. Буравчик це гвинт чи шуруп, який ми вкручуємо. Напрямок ручки буравчика це напрямок обертання нашої руки. Якщо струм рухається від нас, то й шуруп рухається від нас, тобто ми його вкручуємо, так як ми домовилися вважати їхні напрямки такими, що збігаються.

Тоді напрямок обертання нашої руки в процесі загвинчування це напрямок магнітних ліній. Вони будуть направлені за годинниковою стрілкою.

В разі протилежного спрямуванняелектричного струму, лінії магнітного поля будуть спрямовані відповідно проти годинникової стрілки. Таким же було б напрямок руки в процесі викручування гвинта або напрямок ручки свердла у разі його руху до нас.

А як визначити напрямок струму, якщо ми знаємо напрямок магнітних ліній? Дуже просто. За тим самим правилом. Тільки спочатку б беремо за відомий фактне напрямок руху буравчика, а напрямок обертання його ручки.

Правило правої руки

У випадку, коли ми маємо справу з магнітним полем котушки зі струмом або соленоїда, картина буде складнішою. Тому для простого знаходженнянапрями ліній магнітного поля у разі існує правило правої руки. Воно говорить:

Якщо охопити соленоїд долонею правої руки, направивши чотири пальці у напрямку струму у витках, то відставлений великий палець покаже напрямок ліній магнітного поля всередині соленоїда.

Тривалий час електричні та магнітні поля вивчалися окремо. Але в 1820 році датський вчений Ханс Крістіан Ерстед під час лекції з фізики виявив, що магнітна стрілка повертається біля провідника зі струмом (див. рис. 1). Це довело магнітну дію струму. Після проведення кількох експериментів Ерстед виявив, що поворот магнітної стрілки залежав від напрямку струму у провіднику.

Мал. 1. Досвід Ерстеда

Для того щоб уявити, за яким принципом відбувається поворот магнітної стрілки поблизу провідника зі струмом, розглянемо вид з торця провідника (див. мал. 2, струм спрямований у малюнок, - з малюнка), біля якого встановлені магнітні стрілки. Після пропускання струму стрілки вишикуються певним чином, протилежними полюсами один до одного. Так як магнітні стрілки вишиковуються по дотичних до магнітних ліній, то магнітні лінії прямого провідника зі струмом є колами, а їх напрямок залежить від напрямку струму в провіднику.

Мал. 2. Розташування магнітних стрілок біля прямого провідника зі струмом

Для наочнішої демонстрації магнітних ліній провідника зі струмом можна провести наступний досвід. Якщо навколо провідника зі струмом висипати залізну тирсу, то через деякий час тирса, потрапивши в магнітне поле провідника, намагнітиться і розташується по колах, які охоплюють провідник (див. рис. 3).

Мал. 3. Розташування залізної тирси навколо провідника зі струмом ()

Для визначення напрямку магнітних ліній біля провідника зі струмом існує правило буравчика(правило правого гвинта) - якщо вкручувати свердлик за напрямом струму у провіднику, то напрямок обертання ручки свердловина вкаже напрямок ліній магнітного поля струму (див. рис. 4).

Мал. 4. Правило свердловина ()

Також можна використовувати правило правої руки- якщо направити великий палець правої руки у напрямку струму у провіднику, то чотири зігнуті пальці вкажуть напрямок ліній магнітного поля струму (див. рис. 5).

Мал. 5. Правило правої руки ()

Обидва вказані правила дають один і той же результат і можуть бути використані для визначення напрямку струму у напрямку магнітних ліній поля.

Після відкриття явища виникнення магнітного поля поблизу провідника зі струмом Ерстед розіслав результати своїх досліджень більшості провідних вчених Європи. Отримавши ці дані, французький математик і фізик Ампер приступив до своєї серії експериментів і через деякий час продемонстрував публіці досвід взаємодії двох паралельних провідників зі струмом. Ампер встановив, що якщо двома розташованими паралельно провідникам тече електричний струм однією сторону, такі провідники притягуються (див. рис. 6 б) якщо струм тече в протилежні боку - провідники відштовхуються (див. рис. 6 а).

Мал. 6. Досвід Ампера ()

Зі своїх дослідів Ампер зробив такі висновки:

1. Навколо магніту, або провідника, або електрично зарядженої частинки, що рухається існує магнітне поле.

2. Магнітне поле діє з деякою силою на заряджену частинку, що рухається в цьому полі.

3. Електричний струм є спрямованим рухом заряджених частинок, тому магнітне поле діє на провідник зі струмом.

На малюнку 7 зображено дротяний прямокутник, напрям струму в якому показано стрілками. Використовуючи правило свердлувальника, накреслити біля сторін прямокутника по одній магнітній лінії, вказавши стрілкою її напрямок.

Мал. 7. Ілюстрація до завдання

Рішення

Уздовж сторін прямокутника (провідної рамки) вкручуємо уявний свердлик у напрямку струму.

Поблизу правої бокової сторони рамки магнітні лінії виходитимуть із малюнка зліва від провідника і входитимуть у площину малюнка праворуч від нього. Це позначається за допомогою правила стріли у вигляді точки зліва від провідника та хрестика праворуч від нього (див. мал. 8).

Аналогічно визначаємо напрямок магнітних ліній біля інших сторін рамки.

Мал. 8. Ілюстрація до завдання

Досвід Ампера, в якому навколо котушки встановлювалися магнітні стрілки, показав, що при протіканні по котушці струму стрілки до торців соленоїда встановлювалися різними полюсами вздовж уявних ліній (див. рис. 9). Це показало, що поблизу котушки зі струмом є магнітне поле, а також що у соленоїда є магнітні полюси. Якщо змінити напрямок струму в котушці, магнітні стрілки розгорнуться.

Мал. 9. Досвід Ампера. Утворення магнітного поля поблизу котушки зі струмом

Для визначення магнітних полюсів котушки зі струмом використовується правило правої руки для соленоїда(див. рис. 10) - якщо обхопити соленоїд долонею правої руки, направивши чотири пальці у напрямку струму в витках, то великий палець покаже напрямок ліній магнітного поля всередині соленоїда, тобто на його північний полюс. Це правило дозволяє визначати напрямок струму у витках котушки за розташуванням її магнітних полюсів.

Мал. 10. Правило правої руки для соленоїда зі струмом

Визначте напрям струму в котушці та полюси біля джерела струму, якщо при проходженні струму в котушці виникають магнітні полюси, що вказані на малюнку 11.

Мал. 11. Ілюстрація до завдання

Рішення

Згідно з правилом правої руки для соленоїда, обхопимо котушку таким чином, щоб великий палець показував на її північний полюс. Чотири зігнуті пальці вкажуть на напрям струму вниз по провіднику, отже, правий полюс джерела струму позитивний (див. рис. 12).

Мал. 12. Ілюстрація до завдання

На цьому уроці ми розглянули явище виникнення магнітного поля поблизу прямого провідника зі струмом та котушки зі струмом (соленоїда). Також було вивчено правила знаходження магнітних ліній даних полів.

Список літератури

1. А.В. Перишкін, Е.М. Гутник. Фізика 9. – Дрофа, 2006.
2. Г.М. Степанова. Збірник завдань із фізики. - М: Просвітництво, 2001.
3. А.Фадєєва. Тести фізика (7 – 11 класи). - М., 2002.
4. В. Григор'єв, Г. Мякішев Сили в природі. - М: Наука, 1997.

Домашнє завдання

1. Інтернет-портал Clck.ru().
2. Інтернет-портал Class-fizika.narod.ru().
3. Інтернет-портал Festival.1september.ru().