Меню

Какова форма магнитной линии магнитного поля катушки с током каково их направление

Магнитное поле катушки с током. Электромагниты

1. Катушкас током представляет собой.

а) . витки провода, включаемые в электрическую цепь.

б) . прибор, состоящий из витков провода, включаемых в электрическую цепь.

в) . каркас в виде катушки, на который намотан провод, соединенный с клеммами, подключаемыми к источнику тока.

2. Как располагается катушка с током, висящая на гибких проводниках н способная свободно поворачиваться в горизонтальной плоскости?

а) Произвольно, т.е. в любом направлении.

б) Перпендикулярно направлению север-юг.

в) Как компас: ее ось приобретает направленность на южный и северный полюсы Земли.

3. Какие полюсы имеет катушка с током? Где они находятся?

а) Северный и южный; на концах катушки.

б) Северный и южный; в середине катушки.

в) Западный и восточный; на концах катушки.

4. Какова форма магнитных линий магнитного поля катушки с током? Каково их направление?

а) Кривые, охватывающие катушку снаружи; от северного полюса к южному.

б) Замкнутые кривые, охватывающие все витки катушки и проходящие сквозь ее отверстия; от северного полюса к южному.

в) Замкнутые кривые, проходящие внутри и снаружи катушки; от южного полюса к северному.

5. От чего зависит магнитное действие катушки с током?

а) От числа витков, силы тока и напряжения на ее концах.

б) От силы тока, сопротивления провода и наличия или отсутствия железного сердечника внутри катушки.

в) От числа витков, силы тока и наличия или отсутствия железного сердечника.

Источник

Контрольная работа по теме электромагнитные явления
тест по физике (8 класс)

Шаропова Мария Николаевна

Контрольная работа по теме электромагнитные явления 8 класс

Скачать:

Вложение Размер
test_8_klass_edektromagnitnye_yavleniya.docx 112.76 КБ

Предварительный просмотр:

Тест по физике Электромагнитные явления 8 класс

1. На столе находится электроскоп, шару которого сообщен положительный заряд. Какое поле существует вокруг него? Как его можно обнаружить?

1) В этом случае поле отсутствует
2) Электрическое; по изменению положения листочков электроскопа при поднесении к его шару наэлектризованного тела
3) Магнитное; по действию на железные опилки
4) И электрическое, и магнитное; по взаимодействию с наэлектризованным телом и железными опилками

2. Какой опыт свидетельствует о существовании магнитного поля вокруг проводника с током?

1) Опыт Эрстеда
2) Опыт Кулона
3) Опыт Ома
4) Опыт Иоффе и Милликена

3. Какую линию называют магнитной линией магнитного поля?

1) Ту, которая видна благодаря железным опилкам
2) Ту, вдоль которых располагаются в магнитном поле оси магнитных стрелочек
3) Любую линию в магнитном поле, по которой движется к магниту притягиваемое им тело

4. Укажите картину магнитного поля, которая соответствует на рисунке магнитному полю прямого проводника с током.

5. Какие места катушки с током называют полюсами? Сколько их у каждой катушки?

1) Находящиеся в средней части катушки; столько, сколько витков провода в этой части
2) Расположенные в средней части катушки; один — северный
3) Находящиеся вблизи концов катушки; два — северный и южный
4) Концы катушки; два — северный и южный

6. На каком рисунке направление магнитных линий магнитного поля катушки с током показано правильно?

7. Как изменить магнитное поле катушки с током, имея в своем распоряжении железный стержень, диаметр которого чуть меньше диаметра ее отверстия? Как оно изменится при этом?

1) Положить стержень рядом с катушкой; усилится
2) Вставить стержень в катушку; ослабнет
3) Вставить стержень в катушку; усилится
4) Подвесить стержень над катушкой; усилится

8. Как взаимодействуют одноименные полюсы магнитов?

1) Отталкиваются друг от друга
2) Притягиваются друг к другу
3) Они не взаимодействуют
4) Отталкиваются только тогда, когда находятся очень близко друг от друга

9. Где находится южный магнитный полюс Земли?

1) Там, где расположен ее южный географический полюс
2) Там, где находится северный географический полюс Земли
3) Вблизи северного географического полюса нашей планеты
4) Вблизи ее южного географического полюса

10. Какой из представленных здесь рисунков соответствует картине магнитного поля при взаимодействии разноименных полюсов магнита?

11. По виду магнитных линий магнитных полей между полюсами магнитов определите их правый полюс.

1) На рис. №1 — южный, на рис. №2 — северный
2) На обоих рисунках — северный
3) На обоих рисунках — южный
4) На рис. №1 — северный, на рис. №2 — южный

12. На какой проводник с током — прямой, в форме спирали, катушки, рамки — действует магнитное поле?

1) На прямой
2) На катушку
3) На рамку
4) На все проводники с током

13. Придет ли в движение проводник, изображенный на рисунке, если замкнуть ключ? Почему?

1) Нет, так как в цепи не возникнет ток
2) Да, поскольку на проводник АВ подействует магнитное поле
3) Нет, потому что последовательно с проводником АВ включен реостат
4) Да, так как цепь будет замкнута

14. Какой механизм действует благодаря использованию в его устройстве принципа вращения рамки с током в магнитном поле?

1) Электромагнит
2) Электродвигатель
3) Электрический чайник

15. Какая физическая величина характеризует энергетическую эффективность электродвигателя?

1) Его мощность
2) Произведенная им работа
3) КПД двигателя
4) Масса и размеры двигателя

1. Проводник включен в работающую электрическую цепь. Какое поле существует вокруг него?

1) Электрическое
2) Магнитное
3) Электромагнитное
4) Поле в этом случае не возникает

2. Что служит источником электрического поля?

1) Электрический ток
2) Положительный электрический заряд
3) Отрицательный электрический заряд
4) Любой электрический заряд

3. Какова форма магнитных линий магнитного поля прямого проводника с током?

1) Замкнутые кривые вокруг проводника
2) Отходящие от проводника радиальные линии
3) Замкнутые кривые вокруг проводника, расположенные в перпендикулярных ему плоскостях
4) Концентрические окружности, охватывающие проводник

4. На каком рисунке представлена картина магнитного поля катушки с током?

5. На каком рисунке направление магнитных линий магнитного поля катушки с током показано стрелками неправильно?

6. Как можно усилить магнитное поле катушки с током?

1) Увеличить силу тока в ней
2) Сделать ее более длинной
3) Увеличить радиус катушки
4) Намотать провод на каркас менее плотно

7. Электромагнит удерживал притянувшийся к нему железный лом. При размыкании электрической цепи тот отпал от электромагнита. Притянется ли он вновь, если цепь замкнуть, изменив направление тока?

1) Нет
2) Да
3) Однозначный ответ дать нельзя

8. Какое из названных ниже веществ не притянется к магниту?

1) Чугун
2) Кобальт
3) Стекло
4) Сталь

9. Магнитная буря — это

1) изменение магнитного поля Земли
2) неожиданное усиление магнитного поля планеты
3) резкое кратковременное изменение магнитного поля Земли
4) несуществующее явление

10. На каком рисунке изображена картина магнитного поля при взаимодействии одноименных полюсов магнитов?

11. На рисунках показаны две картины магнитных полей между полюсами магнитов. Определите их левый полюс.

1) На обоих рисунках — северный
2) На обоих рисунках — южный
3) На рис. №1 — южный, на рис. №2 — северный
4) На рис. №1 — северный, на рис. №2 — южный

12. Собрана электрическая цепь, в которой один проводник помещен между полюсами дугообразного магнита. При замыкании цепи он отклонился вправо, а экспериментатору надо было, чтобы проводник отклонился влево. Что ему надо для этого изменить?

1) Силу тока в цепи
2) Направление тока или расположение полюсов магнита
3) И направление тока, и расположение полюсов магнита
4) Напряжение на концах этого проводника

13. Будет ли двигаться проводник АВ , если ключ замкнуть? Почему?

1) Да, так как цепь будет замкнута
2) Нет, поскольку отсутствует магнитное поле
3) Да, потому что в проводнике АВ возникнет электрический ток
4) Нет, так как включенный в цепь реостат уменьшит силу тока

14. Как — прямолинейно, криволинейно, поворачиваясь вокруг оси — может двигаться в магнитном поле рамка с током?

1) Прямолинейно
2) Криволинейно
3) Поворачиваясь вокруг оси
4) Ответ неоднозначен

15. По какому из названных здесь признаков электродвигатели превосходят тепловые двигатели?

1) Экологичности
2) Мощности
3) Массе
4) Размеру

Источник

Магнитное поле. Линии

Автор статьи — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: взаимодействие магнитов, магнитное поле проводника с током.

Магнитные свойства вещества известны людям давно. Магниты получили своё название от античного города Магнесия: в его окрестностях был распространён минерал (названный впоследствии магнитным железняком или магнетитом), куски которого притягивали железные предметы.

Взаимодействие магнитов

На двух сторонах каждого магнита расположены северный полюс и южный полюс. Два магнита притягиваются друг к другу разноимёнными полюсами и отталкиваются одноимёнными. Магниты могут действовать друг на друга даже сквозь вакуум! Всё это напоминает взаимодействие электрических зарядов, однако взаимодействие магнитов не является электрическим. Об этом свидетельствуют следующие опытные факты.

• Магнитная сила ослабевает при нагревании магнита. Сила же взаимодействия точечных зарядов не зависит от их температуры.

• Магнитная сила ослабевает, если трясти магнит. Ничего подобного с электрически заряженными телами не происходит.

• Положительные электрические заряды можно отделить от отрицательных (например, при электризации тел). А вот разделить полюса магнита не получается: если разрезать магнит на две части, то в месте разреза также возникают полюса, и магнит распадается на два магнита с разноимёнными полюсами на концах (ориентированных точно так же, как и полюса исходного магнита).

Таким образом, магниты всегда двухполюсные, они существуют только в виде диполей. Изолированных магнитных полюсов (так называемых магнитных монополей — аналогов электрического заряда)в при роде не существует (во всяком случае, экспериментально они пока не обнаружены). Это, пожалуй, самая впечатляющая асимметрия между электричеством и магнетизмом.

• Как и электрически заряженные тела, магниты действуют на электрические заряды. Однако магнит действует только на движущийся заряд; если заряд покоится относительно магнита, то действия магнитной силы на заряд не наблюдается. Напротив, наэлектризованное тело действует на любой заряд ,вне зависимости от того, покоится он или движется.

По современным представлениям теории близкодействия, взаимодействие магнитов осуществляется посредством магнитного поля.А именно, магнит создаёт в окружающем пространстве магнитное поле, которое действует на другой магнит и вызывает видимое притяжение или отталкивание этих магнитов.

Примером магнита служит магнитная стрелка компаса. С помощью магнитной стрелки можно судить о наличии магнитного поля в данной области пространства, а также о направлении поля.

Наша планета Земля является гигантским магнитом. Неподалёку от северного географического полюса Земли расположен южный магнитный полюс. Поэтому северный конец стрелки компаса, поворачиваясь к южному магнитному полюсу Земли, указывает на географический север. Отсюда, собственно, и возникло название «северный полюс» магнита.

Линии магнитного поля

Электрическое поле, напомним, исследуется с помощью маленьких пробных зарядов, по действию на которые можно судить о величине и направлении поля. Аналогом пробного заряда в случае магнитного поля является маленькая магнитная стрелка.

Например, можно получить некоторое геометрическое представление о магнитном поле, если разместить в разных точках пространства очень маленькие стрелки компаса. Опыт показывает, что стрелки выстроятся вдоль определённых линий —так называемых линий магнитного поля . Дадим определение этого понятия в виде следующих трёх пунктов.

1. Линии магнитного поля, или магнитные силовые линии — это направленные линии в пространстве, обладающие следующим свойством: маленькая стрелка компаса, помещённая в каждой точке такой линии, ориентируется по касательной к этой линии.

2. Направлением линии магнитного поля считается направление северных концов стрелок компаса, расположенных в точках данной линии.

3. Чем гуще идут линии, тем сильнее магнитное поле в данной области пространства.

Роль стрелок компаса с успехом могут выполнять железные опилки: в магнитном поле маленькие опилки намагничиваются и ведут себя в точности как магнитные стрелки.

Так, насыпав железных опилок вокруг постоянного магнита, мы увидим примерно следующую картину линий магнитного поля (рис. 1 ).

Рис. 1. Поле постоянного магнита

Северный полюс магнита обозначается синим цветом и буквой ; южный полюс — красным цветом и буквой . Обратите внимание, что линии поля выходят из северного полюса магнита и входят в южный полюс: ведь именно к южному полюсу магнита будет направлен северный конец стрелки компаса.

Опыт Эрстеда

Несмотря на то, что электрические и магнитные явления были известны людям ещё с античности, никакой взаимосвязи между ними долгое время не наблюдалось. В течение нескольких столетий исследования электричества и магнетизма шли параллельно и независимо друг от друга.

Тот замечательный факт, что электрические и магнитные явления на самом деле связаны друг с другом, был впервые обнаружен в 1820 году — в знаменитом опыте Эрстеда.

Схема опыта Эрстеда показана на рис. 2 (изображение с сайта rt.mipt.ru). Над магнитной стрелкой ( и — северный и южный полюсы стрелки) расположен металлический проводник, подключённый к источнику тока. Если замкнуть цепь, то стрелка поворачивается перпендикулярно проводнику!
Этот простой опыт прямо указал на взаимосвязь электричества и магнетизма. Эксперименты последовавшие за опытом Эрстеда, твёрдо установили следующую закономерность: магнитное поле порождается электрическими токами и действует на токи.

Рис. 2. Опыт Эрстеда

Картина линий магнитного поля, порождённого проводником с током, зависит от формы проводника.

Магнитное поле прямого провода с током

Линии магнитного поля прямолинейного провода с током являются концентрическими окружностями. Центры этих окружностей лежат на проводе, а их плоскости перпендикулярны проводу (рис. 3 ).

Рис. 3. Поле прямого провода с током

Для определения направления линий магнитного поля прямого тока существуют два альтернативных правила.

Правило часовой стрелки . Линии поля идут против часовой стрелки, если смотреть так, чтобы ток тёк на нас.

Правило винта (или правило буравчика, или правило штопора — это уж кому что ближе ;-)). Линии поля идут туда, куда надо вращать винт (с обычной правой резьбой), чтобы он двигался по резьбе в направлении тока.

Пользуйтесь тем правилом, которое вам больше по душе. Лучше привыкнуть к правилу часовой стрелки — вы сами впоследствии убедитесь, что оно более универсально и им проще пользоваться (а потом с благодарностью вспомните его на первом курсе, когда будете изучать аналитическую геометрию).

На рис. 3 появилось и кое-что новое: это вектор , который называется индукцией магнитного поля, или магнитной индукцией. Вектор магнитной индукции является аналогом вектора напряжённости электрического поля: он служит силовой характеристикой магнитного поля, определяя силу, с которой магнитное поле действует на движущиеся заряды.

О силах в магнитном поле мы поговорим позже, а пока отметим лишь, что величина и направление магнитного поля определяется вектором магнитной индукции . В каждой точке пространства вектор направлен туда же,куда и северный конец стрелки компаса, помещённой в данную точку, а именно по касательной к линии поля в направлении этой линии. Измеряется магнитная индукция в теслах (Тл).

Как и в случае электрического поля, для индукции магнитного поля справедлив принцип суперпозиции. Он заключается в том, что индукции магнитных полей , создаваемых в данной точке различными токами, складываются векторно и дают результирующий вектор магнитной индукции: .

Магнитное поле витка с током

Рассмотрим круговой виток, по которому циркулирует постоянный ток . Источник,создающий ток, мы на рисунке не показываем.

Картина линий поля нашего витка будет иметь приблизительно следующий вид (рис. 4 ).

Рис. 4. Поле витка с током

Нам будет важно уметь определять, в какое полупространство (относительно плоскости витка) направлено магнитное поле. Снова имеем два альтернативных правила.

Правило часовой стрелки. Линии поля идут туда, глядя откуда ток кажется циркулирующим против часовой стрелки.

Правило винта. Линии поля идут туда, куда будет перемещаться винт (с обычной правой резьбой), если вращать его в направлении тока.

Как видите, ток и поле меняются ролями — по сравнению с формулировками этих правил для случая прямого тока.

Магнитное поле катушки с током

Катушка получится, если плотно, виток к витку, намотать провод в достаточно длинную спираль (рис. 5 — изображение с сайта en.wikipedia.org). В катушке может быть несколько десятков, сотен или даже тысяч витков. Катушка называется ещё соленоидом.

Рис. 5. Катушка (соленоид)

Магнитное поле одного витка, как мы знаем, выглядит не очень-то просто. Поля? отдельных витков катушки накладываются друг на друга, и, казалось бы, в результате должна получиться совсем уж запутанная картина. Однако это не так: поле длинной катушки имеет неожиданно простую структуру (рис. 6 ).

Рис. 6. поле катушки с током

На этом рисунке ток в катушке идёт против часовой стрелки, если смотреть слева (так будет, если на рис. 5 правый конец катушки подключить к «плюсу» источника тока, а левый конец — к «минусу»). Мы видим, что магнитное поле катушки обладает двумя характерными свойствами.

1. Внутри катушки вдали от её краёв магнитное поле является однородным : в каждой точке вектор магнитной индукции одинаков по величине и направлению. Линии поля — параллельные прямые; они искривляются лишь вблизи краёв катушки, когда выходят наружу.

2. Вне катушки поле близко к нулю. Чем больше витков в катушке — тем слабее поле снаружи неё.

Заметим, что бесконечно длинная катушка вообще не выпускает поле наружу: вне катушки магнитное поле отсутствует. Внутри такой катушки поле всюду является однородным.

Ничего не напоминает? Катушка является «магнитным» аналогом конденсатора. Вы же помните, что конденсатор создаёт внутри себя однородное электрическое поле, линии которого искривляются лишь вблизи краёв пластин, а вне конденсатора поле близко к нулю; конденсатор с бесконечными обкладками вообще не выпускает поле наружу, а всюду внутри него поле однородно.

А теперь — главное наблюдение. Сопоставьте, пожалуйста, картину линий магнитного поля вне катушки (рис. 6 ) с линиями поля магнита на рис. 1 . Одно и то же, не правда ли? И вот мы подходим к вопросу, который, вероятно, у вас уже давно возник: если магнитное поле порождается токами и действует на токи, то какова причина возникновения магнитного поля вблизи постоянного магнита? Ведь этот магнит вроде бы не является проводником с током!

Гипотеза Ампера. Элементарные токи

Поначалу думали, что взаимодействие магнитов объясняется особыми магнитными зарядами, сосредоточенными на полюсах. Но, в отличие от электричества, никто не мог изолировать магнитный заряд; ведь, как мы уже говорили, не удавалось получить по отдельности северный и южный полюс магнита — полюса всегда присутствуют в магните парами.

Сомнения насчёт магнитных зарядов усугубил опыт Эрстеда, когда выяснилось, что магнитное поле порождается электрическим током. Более того, оказалось, что для всякого магнита можно подобрать проводник с током соответствующей конфигурации, такой, что поле этого проводника совпадает с полем магнита.

Ампер выдвинул смелую гипотезу. Нет никаких магнитных зарядов. Действие магнита объясняется замкнутыми электрическими токами внутри него.

Что это за токи? Эти элементарные токи циркулируют внутри атомов и молекул; они связаны с движением электронов по атомным орбитам. Магнитное поле любого тела складывается из магнитных полей этих элементарных токов.

Элементарные токи могут быть беспорядочным образом расположены друг относительно друга. Тогда их поля взаимно погашаются, и тело не проявляет магнитных свойств.

Но если элементарные токи расположены согласованно,то их поля,складываясь,усиливают друг друга. Тело становится магнитом (рис. 7 ; магнитое поле будет направлено на нас; также на нас будет направлен и северный полюс магнита).

Рис. 7. Элементарные токи магнита

Гипотеза Ампера об элементарных токах прояснила свойства магнитов.Нагревание и тряска магнита разрушают порядок расположения его элементарных токов, и магнитные свойства ослабевают. Неразделимость полюсов магнита стала очевидной: в месте разреза магнита мы получаем те же элементарные токи на торцах. Способность тела намагничиваться в магнитном поле объясняется согласованным выстраиванием элементарных токов, «поворачивающихся» должным образом (о повороте кругового тока в магнитном поле читайте в следующем листке).

Гипотеза Ампера оказалась справедливой — это показало дальнейшее развитие физики. Представления об элементарных токах стали неотъемлемой частью теории атома, разработанной уже в ХХ веке — почти через сто лет после гениальной догадки Ампера.

Источник



Магнитное поле катушки с током. Электромагниты

Урок 35. Физика 8 класс (ФГОС)

Доступ к видеоуроку ограничен

Конспект урока «Магнитное поле катушки с током. Электромагниты»

На прошлом уроке мы говорили о том, что вокруг любого проводника с током существует магнитное поле.

Большой практический интерес представляет магнитное поле катушки с током — соленоида (так называют такую катушку в технике). Она представляет собой намотанную на цилиндрическую поверхность проволоку, причём длина обмотки во много раз больше её диаметра.

Если пропустить по такой катушке ток, то она приобретёт свойство притягивать к себе лёгкие металлические предметы.

Если подвесить катушку с током на тонких и гибких проводниках и дать ей возможность свободно вращаться, то она установится так, что один её конец будет обращён на север, а другой — на юг. Следовательно, катушка с током, как и магнитная стрелка, имеет два полюса — северный и южный. Если поменять направление тока в катушке, то она повернётся на 180 о . Это свидетельствует о том, что направление линий магнитного поля катушки связано с направлением тока в ней.

Применяя железные опилки, можно получить картину линий магнитного поля катушки с током.

Как видим, внутри катушки магнитные линии параллельны друг другу, а на концах расходятся и замыкаются вне катушки. Таким образом, линии магнитного поля катушки с током, также, как и прямого тока, являются замкнутыми кривыми.

Принято считать, что вне катушки они направлены от её северного полюса к южному.

Для определения направления линий магнитного поля можно использовать правило правой руки, но только для соленоида. Если ладонью правой руки обхватить катушку с током так, чтобы четыре пальца расположились по направлению тока, то отставленный большой палец укажет направление линий магнитного поля внутри катушки.

Теперь выясним, можно ли как-нибудь увеличить силу магнитного поля катушки с током. Для этого проделаем такой опыт. Возьмём две катушки, в одной из которых число витков проволоки больше, чем во второй. И присоединим их к одинаковым источникам тока.

Замкнув цепь, мы увидим, что при одинаковой силе тока, катушка с большим числом витков, притянет к себе больше железных предметов. Значит, магнитное поле катушки с током тем сильнее, чем больше число витков в ней.

Теперь видоизменим наш опыт. Включим катушку в электрическую цепь, содержащую реостат и с его помощью будем изменять силу тока в цепи.

При увеличении силы тока, сила магнитного поля катушки с током увеличивается, а при уменьшении силы тока — уменьшается. Значит, сила магнитного поля катушки с током зависит от силы тока.

Но, кроме описанных нами двух способов усилить магнитное поле катушки, есть и ещё один. Этот способ впервые придумал Д. Араго, поместив внутрь катушки металлический стержень.

Араго заметил, что даже при постоянной силе тока и числе витков, магнитное поле катушки значительно увеличивается, если внутри катушки с током находится железный стержень.

Впоследствии железный стержень стали называть сердечником, а катушку с сердечником — электромагнитом. Назначение электромагнита понятно из названия: с помощью электрического тока создаётся мощный магнит.

Электромагнит, который представлен на рисунке, может удержать груз массой в десятки килограммов даже при небольшой силе тока в катушках, что недоступно никакому постоянному магниту.

Электромагниты, благодаря возможности регулировать их магнитное действие, широко используются людьми. Например, электромагниты, используемые на производстве, способны удерживать и переносить тонны металлического груза. Ещё недавно казалось, что поезд на магнитной «подушке» — это дело отдалённого будущего. Сегодня такие поезда построены, в Китае и Японии они уже находятся в эксплуатации. Поезд не имеет колёс, а «плывёт» над длинной магнитной полосой, заменяющей рельсы. Под магнитной полосой расположены мощные электромагниты, создающие необходимое магнитное поле. Поезда на магнитной подушке не испытывают трения, не загрязняют атмосферу и практически бесшумны.

Ещё одно применение магнита — использование его в электрическом звонке.

При нажатии кнопки цепь звонка замыкается, железная пластинка, называемая якорем, притягивается к электромагниту и молоточек ударяет по звонковой чаше. При этом контакт с винтом нарушается, ток в электромагните прекращается, и пружина возвращает якорь в прежнее положение. Затем всё повторяется снова.

Источник

Читайте также:  Прибор для определения тока в кабель