Магнитные линии. Что представляют собой магнитные линии магнитного поля тока? Что представляют собой магнитные линии магнитного поля
Магнитные поля так же, как и электрические, можно изображать графически при помощи силовых линий. Магнитной силовой линией, или линией индукции магнитного поля, называют линию, касательная к которой в каждой точке совпадает с направлением вектора магнитной индукции поля.
 |  |
|
| а ) | б ) | в ) |
Рис. 1.2. Силовые линии магнитного поля прямого тока (а),
кругового тока (б), соленоида (в)
Магнитные силовые линии так же, как и электрические, не пересекаются. Их прочерчивают с такой густотой, чтобы число линий, пересекающих единицу поверхности, перпендикулярной к ним, было равно (или пропорционально) величине магнитной индукции магнитного поля в данном месте.
На рис. 1.2, а приведены силовые линии поля прямого тока, которые представляют собой концентрические окружности, центр которых расположен на оси тока, а направление определяется правилом правого винта (ток в проводнике направлен на читателя).
Линии магнитной индукции можно «проявить» с помощью железных опилок, намагничивающихся в исследуемом поле и ведущих себя подобно маленьким магнитным стрелкам. На рис. 1.2, б показаны силовые линии магнитного поля кругового тока. Магнитное поле соленоида представлено на рис. 1.2, в .
Силовые линии магнитного поля замкнуты. Поля, обладающие замкнутыми силовыми линиями, получили название вихревых полей . Очевидно, что магнитное поле – вихревое поле. В этом заключается существенное отличие магнитного поля от электростатического.
В электростатическом поле силовые линии всегда разомкнуты: они начинаются и заканчиваются на электрических зарядах. Магнитные силовые линии не имеют ни начала, ни конца. Это соответствует тому, что в природе нет магнитных зарядов.
1.4. Закон Био–Савара–Лапласа
Французские физики Ж. Био и Ф. Савар провели в 1820 г. исследование магнитных полей, создаваемых токами, текущими по тонким проводам различной формы. Лаплас проанализировал экспериментальные данные, полученные Био и Саваром, и установил зависимость, которая получила название закона Био–Савара–Лапласа.
Согласно этому закону, индукция магнитного поля любого тока может быть вычислена как векторная сумма (суперпозиция) индукций магнитных полей, создаваемых отдельными элементарными участками тока. Для магнитной индукции поля, создаваемого элементом тока длиной , Лаплас получил формулу:
, (1.3)
где – вектор, по модулю равный длине элемента проводника и совпадающий по направлению с током (рис. 1.3); – радиус-вектор, проведенный от элемента в ту точку, в которой определяется ; – модуль радиуса-вектора .
Существование магнитного поля вокруг проводника с электрическим током можно обнаружить различными способами. Один из таких способов заключается в использовании мелких железных опилок.
В магнитном поле опилки - маленькие кусочки железа - намагничиваются и становятся магнитными стрелочками. Ось каждой стрелочки в магнитном поле устанавливается вдоль направления действия сил магнитного поля.
На рисунке 94 изображена картина магнитного поля прямого проводника с током. Для получения такой картины прямой проводник пропускают сквозь лист картона. На картон насыпают тонкий слой железных опилок, включают ток и опилки слегка встряхивают. Под действием магнитного поля тока железные опилки рас полагаются вокруг проводника не беспорядочно, а по концентрическим окружностям.
Рис. 94. Картина магнитного поля проводника с током
Линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются оси маленьких магнитных стрелок, называют магнитными линиями магнитного поля.
Направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки в каждой точке поля, принято за направление магнитной линии магнитного поля.
Цепочки, которые образуют в магнитном поле железные опилки, показывают форму магнитных линий магнитного поля.
Магнитные линии магнитного поля тока представляют собой замкнутые кривые, охватывающие проводник.
С помощью магнитных линий удобно изображать магнитные поля графически. Так как магнитное поле существует во всех точках пространства, окружающего проводник с током, то через любую точку можно провести магнитную линию.
Рис. 95. Расположение магнитных стрелок вокруг проводника с током
На рисунке 95, а показано расположение магнитных стрелок вокруг проводника с током. (Проводник расположен перпендикулярно плоскости чертежа, ток в нём направлен от нас, что условно обозначено кружком с крестиком.) Оси этих стрелок устанавливаются вдоль магнитных линий магнитного поля прямого тока. При изменении направления тока в проводнике все магнитные стрелки поворачиваются на 180° (рис. 95, б; в этом случае ток в проводнике направлен к нам, что условно обозначено кружком с точкой). Из этого опыта можно заключить, что направление магнитных линий магнитного поля тока связано с направлением тока в проводнике .
Вопросы
- Почему для изучения магнитного поля можно использовать железные опилки?
- Как располагаются железные опилки в магнитном поле прямого тока?
- Что называют магнитной линией магнитного поля?
- Для чего вводят понятие магнитной линии поля?
- Как на опыте показать, что направление магнитных линий связано с направлением тока?
Упражнение 40
Магнитные линии. Магнитные линии – это линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются оси маленьких магнитных стрелок. Направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки в каждой точке поля, принято за направление магнитной линии. Цепочки, которые образуют в магнитном поле железные опилки, показывают форму магнитных линий магнитного поля. Магнитные линии магнитного поля представляют собой замкнутые кривые, охватывающие проводник. Для определения направления магнитных линий используют правило буравчика. Буравчик.
Слайд 10 из презентации ««Магнитное поле» 8 класс» . Размер архива с презентацией 978 КБ.Физика 8 класс
краткое содержание других презентаций«Состояние невесомости» - «Большая Советская Энциклопедия». Суть явления невесомости. Невесомость имеет место при свободном движении тела в поле тяготения. Вывод. Современное значение слова. Космонавт не ощущает собственную тяжесть. Цель работы. Свободное падение. Объяснение невесомости. В словаре В.И. Даля. В невесомости изменяется ряд жизненных функций живого организма. Искусственная «тяжесть». Невесомость. Невесомость на Земле.
«Виды тепловых двигателей» - Рабочее тело. С 1775 по 1785 г – фирмой Уатта построено 56 паровых машин. Потребляет часть полученного количества теплоты Q2. Нагреватель. Двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Двигаемся на отдых! История создания тепловых двигателей. Через 5 лет Тревитик построил новый паровоз. Пар, расширяясь, с силой и грохотом выбрасывал ядро. Тепловые двигатели. Холодильник. Вода мгновенно испарялась и превращалась в пар.
«Влияние атмосферного давления» - Давление атмосферного воздуха. Кому легче ходить по грязи. Наличие атмосферного давления привело людей в замешательство. Как мы дышим. Выводы. Как используется атмосферное давление. Как пьёт слон. Человек не может легко ходить по болоту. Цель проекта. Мухи и древесные лягушки могут держаться на оконном стекле. Как мы пьем.
«Викторина по физике с ответами» - Геофизика. Возраст Земли. Как сейсмограф измеряет землетрясения. Компас. Какой энергией обладает химическое топливо. Магнитная стрелка. Ответы к геофизической викторине. Плохая проводимость воздуха. Луна и Солнце. Геофизика – совокупность наук, изучающих физические свойства Земли. Что мы знаем о компасе. Каков возраст Земли. Тепловые и магнитные явления в природе. Почему у ветров разные имена.
Источник тока. Электрический ток в проводнике. Проведение эксперимента. Необходимость наличия источника тока. Источники тока. Состав гальванического элемента. Герметичные малогабаритные аккумуляторы. Современный мир. Первая электрическая батарея. Принцип работы источника тока. Работа по разделению. Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею. Вольтов столб. Домашний проект. Классификация источников тока.
««Оптические приборы» физика» - Содержание. Проекционный аппарат. Разновидности телескопов. Микроскоп. Строение электронного микроскопа. Электронный микроскоп. Создание микроскопа. Строение телескопа. Телескоп. Рефракторы. Использование микроскопа. Использование телескопов. Фотоаппарат. История фотографирования. Оптические приборы: телескоп, микроскоп, фотоаппарат. Рефлекторы.
Магни́тное по́ле - силовое поле , действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения; магнитная составляющая электромагнитного поля .
Силовые линии магнитного поля – это воображаемые линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают по направлению с вектором магнитной индукции.
Для магнитного поля справедлив принцип суперпозиции: в каждой точке пространства вектор магнитной индукции B ∑ → B∑→ созданных в этой точке всеми источниками магнитных полей равен векторной сумме векторов магнитных индукций Bk → Bk→ , созданных в этой точке всеми источниками магнитных полей:
28.Закон Био-Савара-Лапласа. Закон полного тока.
Формулировка закона Био Савара Лапласа имеет вид: При прохождении постоянного тока по замкнутому контуру, находящемуся в вакууме, для точки, отстоящей на расстоянии r0, от контура магнитная индукция будет иметь вид.
где I ток в контуре
гамма контур, по которому идет интегрирование
r0 произвольная точка
Закон полного тока это закон, связывающий циркуляцию вектора напряженности магнитного поля и ток.
Циркуляция вектора напряженности магнитного поля по контуру равна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром.
29.Магнитное поле проводника с током. Магнитный момент кругового тока.
30. Действие магнитного поля на проводник с током. Закон Ампера. Взаимодействие токов .
F = B I l sinα ,
где α - угол между векторами магнитной индукции и тока, B - индукция магнитного поля, I - сила тока в проводнике, l - длина проводника.
Взаимодействие токов. Если в цепь постоянного тока включить два провода, то: Последовательно включенные параллельные близко расположенные проводники отталкиваются. Параллельно включенные проводники притягиваются.
31. Действие электрических и магнитных полей на движущийся заряд. Сила Лоренца.
Сила Лоренца - сила , с которой электромагнитное поле согласно классической (неквантовой) электродинамике действует на точечную заряженную частицу. Иногда силой Лоренца называют силу, действующую на движущийся со скоростью заряд лишь со стороны магнитного поля , нередко же полную силу - со стороны электромагнитного поля вообще , иначе говоря, со стороны электрического и магнитного полей.
32. Действие магнитного поля на вещество. Диа-, пара- и ферромагнетики. Магнитный гистерезис.
B = B 0 + B 1
где B ⃗ B→ - магнитная индукция поля в веществе; B ⃗ 0 B→0 - магнитная индукция поля в вакууме, B ⃗ 1 B→1 - магнитная индукция поля, возникшего благодаря намагничиванию вещества.
Вещества, для которых магнитная проницаемость незначительно меньше единицы (μ < 1), называются диамагнетиками , незначительно больше единицы (μ > 1) - парамагнетиками .
ферромагнетик - вещество или материал, в котором наблюдается явление ферромагнетизма , т. е. появление спонтанной намагниченности при температуре ниже температуры Кюри.
Магнитный гистерезис - явление зависимости вектора намагничивания и вектора напряженностимагнитного поля в веществе не только от приложенного внешнего поля , но и от предыстории данного образца
