Как поступить
в Онлайн-школу и получить аттестат?

Подробно расскажем о том, как перевестись на дистанционный формат обучения, как устроены онлайн-уроки и учебный процесс, как улучшить успеваемость и повысить мотивацию!

Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных

Конспект урока: Магнитное поле. Магнитное взаимодействие

Магнитное поле

14.04.2024
2145
0

Магнитное поле. Магнитные взаимодействия

План урока

  • Основные свойства постоянных магнитов
  • Опыты Эрстеда и Ампера
  • Природа магнитных взаимодействий

Цели урока

  • знать свойства постоянных магнитов
  • уметь объяснять действие проводника с током на магнитную стрелку
  • понимать причину  притяжения и отталкивания двух параллельных проводников с током
  • знать о единой природе магнитных взаимодействий

Разминка

  • Какие магнитные явления вам известны?
  • Как ведёт себя магнитная стрелка вблизи проводника с током?
  • Какая связь существует между электрическим током и магнитным полем?

Основные свойства постоянных магнитов

Помимо взаимодействия электрически заряжённых тел, с давних пор были обнаружены металлы, которые взаимодействуют между собой без электричества. Так, магнитные взаимодействия были открыты ещё 2 500 лет назад вблизи города Магнесия. Минералы, способные притягивать железные предметы, получили названия магнетиты, а тела, притягивающие железо, стали называть магнитами. 


Постоянный магнит — это изделие из материала, являющегося самостоятельным источником магнитного поля.


В XVI веке английский врач и физик Уильям Гильберт (1544–1603) в своей книге 
«О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле» выделил следующие свойства постоянных магнитов:

Рис. 1. Свойства постоянных магнитов

  • в разных частях магнита сила притяжения различна; наибольшей она оказывается на двух противоположных концах — его полюсах;
  • разноимённые полюса магнитов притягиваются, а одноименные отталкиваются (рис. 1, а);
  • если подвесить полосовой магнит за середину на нитке, то при отсутствии других магнитов он установится так, что один его конец укажет направление на северный магнитный полюс Земли, а другой на южный;
  • если разделить один магнит на две половины, то у каждой будет свой северный и южный полюс (рис. 1, б).

Таким образом, у магнитов нельзя разделить северный и южный полюса — так, как разделяют электрические заряды на положительные и отрицательные. Отсюда следует вывод, что магнитных зарядов не существует.

 

Наша планета Земля — большой магнит. Северный магнитный полюс Земли (Nm) находится вблизи южного географического полюса, а  южный магнитный полюс Земли (Sm) вблизи северного (прямая, проходящая через оба магнитных полюса Земли, не проходит через центр Земли и составляет с её осью вращения угол, близкий к 11,5°). Магнитные свойства Земли позволили путешественникам использовать для ориентации магнитный прибор — компас, представляющий собой магнитную стрелку.

Рис. 2. Магнитное поле Земли. Положение магнитных полюсов Земли


Направленный отрезок прямой, идущий вдоль магнитной стрелки от её южного полюса к северному, называют магнитной осью стрелки.


Опыты Эрстеда и Ампера

Рис. 3. Опыт Эрстеда

В 1820 году Ханс Эрстед (1777–1851) провёл интересный эксперимент: закрепил прямолинейный участок проводника и поместил под ним магнитную стрелку. Когда тока в проводнике не было, то магнитная стрелка вела себя как компас, показывала одним концом на север, а другим на юг Земли. Когда по проводнику шёл ток, то стрелка поворачивалась и располагалась перпендикулярно проводнику. При изменении направления тока стрелка разворачивалась на 180°. Впоследствии установили, что электрический ток действует не только на магнитную стрелку, но и на любые магниты, а магниты, в свою очередь, действуют на проводники с током. 

 

Рис. 4. Взаимодействие прямолинейных проводников с токами

Анри Ампер, французский физик, проводил опыты с двумя длинными параллельными проводниками с токами и установил: если по проводникам текут токи в одном направлении, то они притягиваются, а если в противоположных, то отталкиваются, проводники взаимодействуют друг с другом подобно магнитам. Этот эксперимент позволил Амперу выдвинуть следующую гипотезу: все магнитные свойства вещества обусловлены электрическими токами в этом веществе.

 

Природа магнитных взаимодействий

В рассмотренных экспериментах взаимодействующие тела были электрически нейтральны. Следовательно, магнитные взаимодействия обусловлены тем, что в телах имеются носители электрических зарядов и они упорядоченно движутся. Это позволяет предположить, что постоянный магнит или проводник с током должны действовать на пролетающую рядом заряжённую частицу. Современные эксперименты это подтверждают. Любые движущиеся заряжённые частицы взаимодействуют не только силами электростатическими, но и магнитными. Если частица в выбранной системе отсчёта не движется, то силы магнитного взаимодействия, в отличие от электростатического, равны нулю.


Все магнитные взаимодействия тел имеют одну природу и обусловлены наличием в этих тел электрических токов, т. е. связаны с упорядоченным движением заряжённых частиц.


Контрольные вопросы

 

1. Какие тела называют магнитными?

2. Какие основные свойства постоянных магнитов?

3. Где находятся магнитные полюса Земли?

4. Что называют магнитной осью стрелки?

5. Объясните действие проводника с током на магнитную стрелку.

6. Почему могут притягиваться или отталкиваться два параллельных проводника с токами?

7. Какова природа всех магнитных взаимодействий? 


Предыдущий урок
Действие магнитного поля на проводник с током. Сила Ампера. Магнитное взаимодействие проводников с токами. Единица силы тока — ампер
Магнитное поле
Следующий урок
Действие магнитного поля на рамку с током. Электромотор постоянного тока. Гальванометр. Динамик
Магнитное поле
Урок подготовил(а)
teacher
Андрей Михайлович
Учитель физики
Опыт работы: 12 лет
Поделиться:
  • Координаты точки и координаты вектора

    Геометрия

  • Обратимость химических реакций. Химическое равновесие и способы его смещения

    Химия

  • Объёмы шарового сегмента, шарового слоя и шарового сектора

    Геометрия

Зарегистрируйся, чтобы присоединиться к обсуждению урока

Добавьте свой отзыв об уроке, войдя на платфому или зарегистрировавшись.

Отзывы об уроке:
Пока никто не оставил отзыв об этом уроке