Магнитное поле. Электромагнитная индукция презентация

Цель уроков:
Рассмотреть общие свойства магнитного поля и его характеристики. Раскрыть явление электромагнитной индукции.

Содержание:
Магнитное поле:
1.Основные свойства магнитного поля.
2.Правила определения направления магнитного поля.
3.Модуль вектора магнитной индукции.
4.Единица магнитной индукции.
5.Направление вектора магнитной индукции.
6.Магнитный поток.
II. Закон Ампера.
III. Сила Лоренца.

IV. Вещество в магнитном поле:
1.Магнитная проницаемость среды.
2.Гипотеза Ампера.
3.Классифмкация веществ по их магнитным свойствам.
4.Применение ферромагнетиков в технике.
5.Магнитная запись и воспроизведение звука.
V. Электромагнитная индукция.
VI. Вихревое электрическое поле.

VII. Закон электромагнитной индукции:
1.ЭДС индукции.
2.Закон электромагнитной индукции.
3.ЭДС индукции и направление индукционного тока в замкнутом круговом проводнике (катушке).
4.ЭДС индукции и направление индукционного тока в прямолинейном проводнике, движущемся в магнитном поле.
VII. Самоиндукция.
IX. Индуктивность.
X. Энергия магнитного поля.

I.Магнитное поле.
Магнитное поле – это особая форма материи, которая существует реально, независимо от нас, от наших знаний о нем.

1.Основные свойства магнитного поля.
а).Магнитное поле порождается электрическим током (движущимися зарядами).
б).магнитное поле обнаруживается по действию на ток (движущиеся заряды).
в).магнитное поле действует только на подвижные заряды с определенной силой.

2.Правила определяющие направление магнитного поля (линий магнитной индукции).
а). Правило буравчика для прямого проводника с током;
б). Правило буравчика для кругового проводника с током.
поле
ток

в). Правило соленоида.
Магнитное поле графически изображается в виде линии магнитной индукции.

3. Модуль вектора магнитной индукции.
Вектор магнитной индукции – это силовая характеристика магнитного поля.
M JS M JS
B=M/JS
B=F/JS
˜
˜

4. Единица магнитной индукции.
Принцип суперпозиции:
Магнитная индукция поля системы токов равна векторной сумме магнитных индукций полей каждого из токов в отдельности:
B=1*Hm/Am=H/Am=1Тл(тела).
2
B=B1+B2+B3+…Bn
→
→
→
→
→

5. Направление вектора магнитной индукции.
۰ – J «к нам». x – «от нас».
Вектор магнитной
индукции направлен
по касательной к
линиям магнитной
индукции.

II.Закон Ампера.
Закон Ампера
определяет силу,
действующую на
проводник с
током в
магнитном поле.
Использование силы Ампера.
Электроизмерительные
приборы.
-сила Ампера.
F=BJl Sin
= (BJ)

III.Сила Лоренца.
Сила Лоренца – сила, действующая
на движущуюся заряженную частицу в
магнитном поле.

R=mV/│q0│B
Радиус окружности движения
частицы в магнитном поле.
Сила Лоренца.
Период обращения частица в магнитном поле.
R=mV/│q0│B
T=2Пm/│q0│B
F=│q0│VB*Sin

IV. Вещество в магнитном поле.
1.Физическая величина, показывающая, во сколько раз индукция магнитного поля в однородной среде B отличается по модулю от индукции магнитного поля в вакууме B0, называется магнитной проницаемостью среды m
M=B/B0
→
→

2. Гипотеза Ампера.
Электрон создает
магнитное поле за
счет орбитального
движения вокруг
атомного ядра, а
также в следствие
собственного
«вращения».

3. Классификация веществ по их магнитным свойствам.
Диамагнетики – m<1; mвис.=0,998 (висмут, свинец, цинк, азот и др.);
Парамагнетики – m >1; mАС = 1,00023
(алюминий, кислород, натрий, магний и др.)
3. Ферромагнетики – m>>1; mстали = 8*10
Свойства ферромагнетиков:
а). Обладают остаточным магнетизмом;
б).m зависит от индукции внешнего магнитного поля;
в).Температура, при которой исчезают магнитные свойства ферромагнетика, называются точкой Кюри (tстали = 700-800 C ).
3
0

4. Применение ферромагнетиков в технике.
В поморах генераторов и
электродвигателей, в сердечниках
трансформаторов и электромагнитных
реле, в ЭВМ, в телефонах, в
микрофонах, на магнитных лентах и
дисках.

5.Магнитная запись и воспроизведение звука.

V. Электромагнитная индукция.
Явление электромагнитной индукции было обнаружено М.Фарадеем 29 августа 1831г. В основе опытов Фарадея лежала идея, что если вокруг проводника с током возникает магнитное поле , то должно существовать и обратное явление – возникновение электрического тока в замкнутом проводнике под действием магнитного поля.
Электромагнитная индукция – физическое явление, заключающееся в возникновении вихревого электрического поля, вызывающего электрический ток в замкнутом контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность , ограниченную этим контуром.

VI.Вихревое электрическое поле.
Основные Виды поля
свойства
поля электрическое магнитное вихревое электр.
Электрич. заряд. Движущийся Изменяющ. магнит. поле
источник заряд – ток
поля q e V E
индикатор Электрический Движущ.заряд-ток Электрический заряд
поля заряд
q0 E F
+q
Линии незамкнутые замкнутые замкнутые
поля
потенц. Потенциальное не потенциальное не потенциальное
или (вихревое) (вихревое)
не потенц.
поле
+
-
→
+
→
→

→
Переменное электрическое поле возбуждает переменное магнитное поле, а переменное магнитное – переменное электрическое и.т.д.
B △B/△t >0
Электромагнитное поле – один из видов материи, характеризуемый наличием полей, связанных непрерывным взаимодействием превращений.
E △E/△t >0
→
→
→
→

VII. Закон электромагнитной индукции.
ЭФС индукции.
Работу сил верхнего электрического
поля при перемещении единичного
положительного заряда вдоль
замкнутого контура называют
электродвижущей силой индукции(Ei).
2. Закон электромагнитной индукции.
ЭДС электромагнитной индукции в замкнутом контуре
численно равна и противоположна по знаку скорости
изменения магнитного потока через поверхность,
ограниченную этим контуром.

→
3. ЭДС индукции и направление индукционного тока в замкнутом круговом проводнике (в катушке).
△В/△t < 0 △B/△t > 0
→
→

ЭДС индукции в катушке
Направление индукционного тока определяется по
правилу Ленца:
возникающий в замкнутом контуре индукционный ток
противодействует тому изменению магнитного потока,
которым вызван данный ток.

4. ЭДС индукции и направление индукционного тока в прямолинейном проводнике, движущимся в магнитном поле.
= (BV).
ЭДС индукции в движущихся проводниках.

→
Направление индукционного тока
определяется правилом правой руки.
Если ладонь правой руки расположить так,
чтобы вектор магнитной индукции B входил в
ладонь, а оставленный большой палец совпадал
с направлением скорости проводника, то 4
вытянутых пальца укажут направление
индукционного тока.
→

VIII. Самоиндукция.
При изменении силы тока в катушке происходили изменения магнитного потока, создаваемого этим током. Изменение магнитного потока, проницающего катушку, вызывает появление ЭДС самоиндукции.
Под действием ЭДС самоиндукции в катушке появляется ток самоиндукции, который противодействует изменению основного тока в цепи, вызывающего это явление, называется самоиндукцией.

Явление возникновения ЭДС в электрической цепи в результате изменения силы тока в этой цепи называется самоиндукцией.

IX. Индуктивность.
Ф B I ? - магнитный поток самоиндукции
контура, где
i – индуктивность контура или коэффициент самоиндукции (i зависит от размеров и формы проводника, от магнитных свойств среды).
-ЭДС самоиндукции.
Индуктивность – это физическая величина, численно
равная ЭДС самоиндукции, возникающей в катушке при
изменении силы тока на 1А за 1с.
L=Eis, при △ J/△t = 1.
˜
˜
Ф=LI
Eis = -△Ф/△t = -L △I/△t

L=1*BC/A = 1Гн(Генри).
Единицы индуктивности.
Индуктивность проводника равна 1Гн, если в
нем при изменении силы тока на 1А за 1с
возникает Eis =1B.
L=1*BC/A = 1Гн(Генри).