Направление тока и направление линий его магнитного поля. Сила Ампера - ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ - Поурочные разработки по программе А. В. Перышкина

Цели урока:

Дать учащимся представление о силе Ампера, о законе Ампера. Изучить и научиться применять правило левой руки.

Ход урока

I. Проверочная самостоятельная работа

1. Постоянный магнит притягивает...

а) одноименный полюс второго магнита;

б) любые металлические предметы;

в) некоторые железосодержащие сплавы;

г) любые железосодержащие сплавы.

2. Магнитом можно назвать...

а) железный брусок, который отталкивается от другого железного бруска;

б) стержень, который определенным образом ориентируется в пространстве;

в) брусок, который придает стальной игле при трении способность притягивать мелкие железные предметы и поворачиваться в определенном направлении, если иглу положить на плавающий в воде легкий диск;

г) железный брусок, притягивающийся к земле.

3. Линии магнитного - поля это...

а) линии, совпадающие с формой магнита;

б) линии, по которым движется положительный заряд, попадая в магнитное поле;

в) маркировочные штрихи на стрежневом магните, число которых указывает на силу магнита;

г) воображаемые линии, в каждой точке которых вектор магнитной индукции направлен по касательной.

4. Линии магнитного поля в пространстве вне постоянного магнита...

а) начинаются на северном полюсе магнита, заканчиваются на бесконечности;

б) начинаются на северном полюсе магнита, заканчиваются на южном;

в) начинаются на южном полюсе магнита, заканчиваются на бесконечности;

г) начинаются на южном полюсе магнита, заканчиваются на северном.

5. Конфигурация линий магнитного поля соленоида (прямая катушка с током) сходна с картиной силовых линий...

а) полосового магнита;

б) подковообразного магнита;

в) двух параллельных полосовых магнитов с противоположно направленными полюсами;

г) прямого провода с током.

6. Электромагнит может намагнитить...

а) любые металлы;

б) только железосодержащие материалы;

в) любые железосодержащие материалы;

г) некоторые железосодержащие материалы.

7. Железный гвоздь притягивался к катушке с током с силой F. После введения в катушку металлического стержня сила притяжения гвоздя стала F1 < F. Материал стержня...

а) ферромагнетик;

б) парамагнетик;

в) диамагнетик;

г) либо ферромагнетик, либо парамагнетик.

II. Новый материал

Эксперимент

Расположим небольшие магнитные стрелки вокруг проводника и включим ток. Магнитное поле действует на стрелки с некоторой силой. При этом стрелки поворачиваются на 180°. Значит, магнитное поле в каждой точке имеет определенную величину и направление и связано с направлением тока в проводнике.

Эта связь может быть выражена простым правилом, которое называют «правилом буравчика». Для определения направления линий магнитного поля, соленоида удобнее пользоваться другим правилом. Иногда его называют «правилом правой руки».

Задача 1

Как расположены магнитные полюсы соленоида, подключенного к источнику тока (см. рис. 57 а)?

Решение: Вспомним, что за положительное направление тока принято направление от положительного полюса источника к отрицательному. Покажем направление тока на чертеже (рис. 57 б).

Направление вектора магнитной индукции, а следовательно, и магнитного полюса соленоида можно определить по правилу буравчика: если ввинчивать в соленоид буравчик так, чтобы вращение ручки буравчика совпадало с направлением тока в соленоиде, тогда поступательное движение буравчика будет совпадать с направлением вектора магнитной индукции. Видно, что вектор магнитной индукции направлен справа налево, т. е. буравчик ввинчивают в этом направлении. Учитывая, что за направление вектора В принимается направление от южного полюса S к северному полюсу N, то слева - северный полюс соленоида, справа - южный.

Задача 2

В каком направлении должен протекать ток в соленоиде, чтобы наблюдалась такая ориентация магнитной стрелки в магнитном поле соленоида, как представлено на рис. 58 а)?

Решение: Т. к. разноименные полюсы магниты притягиваются, то определим магнитные полюсы соленоида: слева — южный S, справа - северный N (рис. 58 б). Направление вектора магнитной индукции - от южного полюса S к северному N. Применяя правило буравчика, получаем направление тока в соленоиде (буравчик в данном случае «вывинчивается» из соленоида).

На всякий проводник с током, помещенный в магнитное поле и не совпадающий с его магнитными линиями, это поле действует с некоторой силой.

Далее учитель демонстрирует опыт, описанный в учебнике на стр. 149.

Из опыта следует, что направление тока в проводнике, направление линий магнитного поля и направление силы, действующей на проводник, связаны между собой. Это правило называют правилом левой руки. Пользуясь этим правилом, можно определить не только направление силы, действующей в магнитном поле на проводник с током, но и направление тока. Если направление тока совпадают с направлением магнитного поля или параллельны ей, то сила равна нулю.

Задача 3

В однородное магнитное поле внесен проводник с током (см. рис. 59). Определите направление силы, действующей на проводник со стороны магнитного поля.

Задача 4

Определите направление тока в проводнике, находящегося в магнитном поле, если действующая на проводник сила имеет направление, указанное на рис. 60.

Домашнее задание

1. Выучить § 46, 45;

2. Выполнить упражнения 35 (1-3) и 36 (2-3);

3*. Ответить на вопросы:

а) Через соленоид протекал ток I. Посредством реостата его сильно уменьшили, вследствие чего магнитное поле соленоида практически исчезло. Куда исчезла энергия?

б) Когда нет перемещения тела, то нет и механической работы. На что же расходуется энергия, подводимая к электромагниту, когда он «держит» груз?