Меню

При пропускании тока по проводнику магнитная стрелка расположилась перпендикулярно ему что

Контрольная работа по физике Электромагнитные явления 8 класс

Контрольная работа по физике Электромагнитные явления для учащихся 8 класса с ответами. Тест включает в себя 4 варианта, в каждом по 8 заданий.

1 вариант

1. К магнитной стрелке (северный полюс затемнён, см. ри­сунок), которая может поворачиваться вокруг верти­кальной оси, перпендикулярной плоскости чертежа, поднесли постоянный магнит. При этом стрелка

Контрольная работа по физике Электромагнитные явления 1 вариант 1 задание

1) повернётся на 180°
2) повернётся на 90° по часовой стрелке
3) повернётся на 90° против часовой стрелки
4) останется в прежнем положении

2. Какое утверждение верно?

А. Магнитное поле возникает вокруг движущихся зарядов.
Б. Магнитное поле возникает вокруг неподвижных зарядов.

1) А
2) Б
3) А и Б
4) Ни А, ни Б

3. На каком рисунке правильно изображена картина маг­нитных линий магнитного поля длинного проводника с постоянным током, направленным перпендикулярно плоскости чертежа на нас?

Контрольная работа по физике Электромагнитные явления 1 вариант 3 задание

4. При увеличении силы тока в катушке магнитное поле

1) не изменяется
2) ослабевает
3) исчезает
4) усиливается

5. Какое утверждение верно?

А. Северный конец магнитной стрелки компаса пока­зывает на географический Южный полюс.
Б. Вблизи географического Северного полюса располагается южный магнитный полюс Земли.

1) А
2) Б
3) А и Б
4) Ни А, ни Б

6. Квадратная рамка расположена в магнитном поле в плоскости магнитных линий так, как показано на ри­сунке. Направление тока в рамке показано стрелками. Как направлена сила, действующая на сторону аb рам­ки со стороны магнитного поля?

Контрольная работа по физике Электромагнитные явления 1 вариант 6 задание
Контрольная работа по физике Электромагнитные явления 1 вариант 6 задание Ответы

7. Установите соответствие между научными открытиями и именами учёных, которым эти открытия принадле­жат. К каждой позиции первого столбца подберите соответ­ствующую позицию второго.

А) Впервые обнаружил взаимодействие проводника с током и магнитной стрелки
Б) Построил первый электромобиль
В) Первым объяснил природу намагниченности железа

1) А. Ампер
2) М. Фарадей
3) Х. Эрстед
4) В. Якоби
5) Д. Джоуль

8. Магнитная сила, действующая на горизонтально распо­ложенный проводник, уравновешивает силу тяжести. Определите плотность материала проводника, если его объём 0,4 см 3 , а магнитная сила равна 0,034 Н.

2 вариант

1. К магнитной стрелке (северный полюс затемнён, см. ри­сунок), которая может поворачиваться вокруг верти­кальной оси, перпендикулярной плоскости чертежа, поднесли постоянный магнит. При этом стрелка

Контрольная работа по физике Электромагнитные явления 2 вариант 1 задание

1) повернётся на 180°
2) повернётся на 90° по часовой стрелке
3) повернётся на 90° против часовой стрелки
4) останется в прежнем положении

2. Какое утверждение верно?

А. Магнитное поле можно обнаружить по действию на движущийся заряд.
Б. Магнитное поле можно обнаружить по действию на неподвижный заряд.

1) А
2) Б
3) А и Б
4) Ни А, ни Б

3. Что представляют собой магнитные линии магнитного поля тока?

1) Линии, исходящие от проводника и уходящие в бесконечность
2) Замкнутые кривые, охватывающие проводник
3) Кривые, расположенные около проводника
4) Линии, исходящие от проводника и заканчиваю­щиеся на другом проводнике

4. При внесении железного сердечника в катушку с током магнитное поле

1) не изменяется
2) ослабевает
3) исчезает
4) усиливается

5. Какое утверждение верно?

А. Северный конец магнитной стрелки компаса показывает на географический Северный полюс.
Б. Вблизи географического Северного полюса располагается южный магнитный полюс Земли.

1) А
2) Б
3) А и Б
4) Ни А, ни Б

6. В однородном магнитном поле находится рамка, по которой начинает течь ток. Сила, действующая на нижнюю сторону рамки, направлена

Контрольная работа по физике Электромагнитные явления 2 вариант 6 задание
Контрольная работа по физике Электромагнитные явления 2 вариант 6 задание Ответы

7. Установите соответствие между физическими явления­ми и техническими устройствами, в которых эти явле­ния используются. К каждой позиции первого столбца подберите соответ­ствующую позицию второго.

А) Взаимодействие магнитной стрелки и постоянных магнитов
Б) Действие магнитного по­ля на проводник с током
В) Взаимодействие электромагнита с железными опилками

1) Электродвигатель
2) Компас
3) Звонок
4) Радиоприёмник
5) Магнитный сепаратор

8. Магнитная сила, действующая на горизонтально распо­ложенный проводник, уравновешивает силу тяжести. Определите объём проводника, если он изготовлен из латуни и магнитная сила равна 0,034 Н. Плотность ла­туни 8500 кг/м 3 .

3 вариант

1. К магнитной стрелке (северный полюс затемнён, см. ри­сунок), которая может поворачиваться вокруг верти­кальной оси, перпендикулярной плоскости чертежа, поднесли постоянный магнит. При этом стрелка

Контрольная работа по физике Электромагнитные явления 3 вариант 1 задание

1) повернётся на 180°
2) повернётся на 90° по часовой стрелке
3) повернётся на 90° против часовой стрелки
4) останется в прежнем положении

2. Какое утверждение верно?

А. Вокруг электрических зарядов существует электри­ческое поле.
Б. Вокруг неподвижных зарядов существует магнитное поле.

1) А
2) Б
3) А и Б
4) Ни А, ни Б

3. На каком рисунке правильно изображена картина маг­нитных линий магнитного поля длинного проводника с постоянным током, направленным перпендикулярно плоскости чертежа от нас?

Контрольная работа по физике Электромагнитные явления 2 вариант 3 задание

4. При уменьшении силы тока в катушке магнитное поле

1) не изменяется
2) ослабевает
3) исчезает
4) усиливается

5. Какое утверждение верно?

А. Северный конец магнитной стрелки компаса пока­зывает на географический Северный полюс.
Б. Вблизи географического Северного полюса располагается северный магнитный полюс Земли.

1) А
2) Б
3) А и Б
4) Ни А, ни Б

6. Квадратная рамка расположена в магнитном поле в плоскости магнитных линий так, как показано на ри­сунке. Направление тока в рамке показано стрелками. Как направлена сила, действующая на сторону dc рам­ки со стороны магнитного поля?

Контрольная работа по физике Электромагнитные явления 3 вариант 6 задание
Контрольная работа по физике Электромагнитные явления 3 вариант 6 задание Ответы

7. Установите соответствие между научными открытиями и учёными, которым эти открытия принадлежат. К каждой позиции первого столбца подберите соответ­ствующую позицию второго.

А) Впервые обнаружил взаимодействие проводника с током и магнитной стрелки
Б) Построил первый электродвигатель
В) Первым объяснил природу намагниченности железа

1) Х. Эрстед
2) Д. Джоуль
3) В. Якоби
4) М. Фарадей
5) А. Ампер

8. Магнитная сила, действующая на горизонтально распо­ложенный проводник, уравновешивает силу тяжести. Определите величину магнитной силы, если объём про­водника 0,4 см 3 , а плотность материала проводника 8500 кг/м 3 .

4 вариант

1. К магнитной стрелке (северный полюс затемнён, см. ри­сунок), которая может поворачиваться вокруг верти­кальной оси, перпендикулярной плоскости чертежа, поднесли постоянный магнит. При этом стрелка

Контрольная работа по физике Электромагнитные явления 4 вариант 1 задание

1) повернётся на 180°
2) повернётся на 90° по часовой стрелке
3) повернётся на 90° против часовой стрелки
4) останется в прежнем положении

2. Какое утверждение верно?

А. Вокруг движущихся зарядов существует магнитное поле.
Б. Вокруг неподвижных зарядов существует электри­ческое поле.

1) А
2) Б
3) А и Б
4) Ни А, ни Б

3. Что произойдёт с направлением магнитных линий маг­нитного поля прямолинейного тока при изменении на­правления тока?

1) Направление линий останется прежним
2) Направление линий изменится на противо­положное
3) Нельзя дать однозначного ответа
4) Зависит от величины тока

4. При удалении железного сердечника из катушки с то­ком магнитное поле

1) не изменяется
2) ослабевает
3) исчезает
4) усиливается

5. Какое утверждение верно?

А. Северный конец магнитной стрелки компаса пока­зывает на географический Южный полюс.
Б. Вблизи географического Северного полюса располагается южный магнитный полюс Земли.

1) А
2) Б
3) А и Б
4) Ни А, ни Б

6. В однородном магнитном поле находится рамка, по ко­торой начинает течь ток. Сила, дейст­вующая на верхнюю сторону рамки, направлена

Контрольная работа по физике Электромагнитные явления 4 вариант 6 задание
Контрольная работа по физике Электромагнитные явления 4 вариант 6 задание Ответы

7. Установите соответствие между физическими явления­ми и техническими устройствами, в которых эти явле­ния используются. К каждой позиции первого столбца подберите соответ­ствующую позицию второго.

А) Взаимодействие магнитной стрелки и постоянных маг­нитов
Б) Действие магнит­ного поля на про­водник с током
В) Взаимодействие электромагнита с железными опил­ками

1) Радиоприёмник
2) Звонок
3) Электродвигатель
4) Магнитный сепаратор
5) Компас

8. Магнитная сила, действующая на горизонтально распо­ложенный проводник, уравновешивает силу тяжести. Определите плотность материала проводника, если его объём 0,2 см 3 , а магнитная сила равна 0,021 Н.

Читайте также:  Пусковой ток для сварочного аппарата

Ответы на контрольную работу по физике Электромагнитные явления
1 вариант
1-4
2-1
3-4
4-4
5-2
6-2
7-341
8. 8500 кг/м 3
2 вариант
1-1
2-1
3-2
4-4
5-3
6-4
7-215
8. 0,4 см 3
3 вариант
1-1
2-1
3-3
4-2
5-1
6-1
7-135
8. 0,034 Н
4 вариант
1-4
2-3
3-2
4-2
5-2
6-3
7-534
8. 10 500 кг/м 3

Источник

§ 61. Магнитное поле электрического тока

Что называют постоянным магнитом?

Что вам известно о магнитном поле?

1. Вы уже знаете, что магнитное поле существует вокруг любого постоянного магнита. Однако постоянный магнит — не единственный источник магнитного поля.

Рассмотрим рисунок 215, на котором изображён опыт, поставленный датским учёным Хансом Кристианом Эрстедом (1777— 1851) в 1820 г. Установка состоит из магнитной стрелки, которая может свободно вращаться, и проводника, соединённого с источником тока. До включения тока стрелка располагается в магнитном поле Земли, ориентируясь с севера на юг. Проводник располагают параллельно магнитной стрелке. При замыкании цепи стрелка поворачивается на 90е и устанавливается перпендикулярно проводнику с током. При размыкании цепи магнитная стрелка возвращается в своё начальное положение.

Рис. 215

Это означает, что проводник с током и магнитная стрелка взаимодействуют друг с другом подобно тому, как взаимодействуют постоянный магнит и магнитная стрелка. Следовательно, вокруг проводника с электрическим током существует магнитное поле, которое и совершает работу по повороту магнитной стрелки.

2. Опыт Эрстеда вызвал необычайный интерес у физиков того времени. Раньше электрические и магнитные явления рассматривались как совершенно независимые. Открытие Эрстеда обнаружило взаимосвязь между этими явлениями. Было установлено, что существование магнитных полей связано с движением электрических зарядов. Это открытие послужило началом новых исследований.

Многочисленные опыты подтвердили, что во всех случаях при движении заряженных частиц обязательно появляется магнитное поле, независимо от рода проводника или среды, в которой частицы движутся.

Неподвижные электрические заряды порождают только электрическое поле, оно не действует на магнитную стрелку. Вокруг движущихся зарядов, т. е. электрического тока, существует и электрическое, и магнитное поле.

3. Для того чтобы обнаружить магнитное поле вокруг проводника с током, воспользуемся тем же способом, которым мы пользовались для обнаружения магнитного поля постоянного магнита.

Сквозь лист картона пропустим проводник, соединённый с источником тока. Насыплем на картон тонкий слой железных опилок. При включении тока железные опилки под действием магнитного поля переориентируются и расположатся по концентрическим окружностям (рис. 216). Цепочки, которые образуют в магнитном поле железные опилки, как вы уже знаете, показывают форму линий магнитной индукции. Эти линии, как и в случае с постоянными магнитами, замкнуты.

показывают форму линий магнитной

Несколько изменим опыт: вместо металлических опилок поставим на лист картона магнитные стрелки. При замыкании электрической цепи стрелки расположатся вдоль линий магнитной индукции (рис. 217, а). Если же изменить направление тока в проводнике, то все стрелки повернутся на 180° (рис. 217, б).

Источник

При пропускании тока по проводнику магнитная стрелка расположилась перпендикулярно ему что

Изучая магнитные свойства проводника с током, ученик собрал электрическую схему, содержащую неподвижно закреплённый прямой проводник, и установил рядом с проводником магнитную стрелку (рис. 1). При пропускании через проводник электрического тока магнитная стрелка поворачивается (рис. 2 и 3).

Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений. Запишите в ответе их номера.

1) Проводник при прохождении через него электрического тока взаимодействует с магнитной стрелкой.

2) При увеличении электрического тока, протекающего через проводник, магнитное действие проводника усиливается.

3) Направление линий магнитного поля, создаваемого проводником с током, зависит от направления тока в проводнике.

4) Магнитные свойства проводника зависят от его размеров.

5) Магнитное действие проводника с током зависит от среды, в которую он помещён.

1. Верно. Вокруг проводника с током возникает магнитное поле, которое действует на магнитную стрелку. Это явление наблюдается в опыте.

2. Неверно. В опыте не меняли силу тока.

3. Верно. При изменении направления тока в проводнике, меняется направление магнитных линий, что приводит к повороту магнитной стрелки на 180°. Это наблюдалось в опыте.

4. Неверно. В опыте не меняли параметры проводника.

Источник

57. Электромагнитные явления — В.И. Лукашик, Сборник задач по физике

1458. Что произойдет с магнитной стрелкой, если цепь замкнуть (рис. 355)? Ответ обоснуйте.
Если цепь замкнуть, то по проводу пойдет ток, и он будет создавать магнитное поле с силовыми линиями, перпендикулярными проводу. Под действием этого поля магнитная стрелка повернется перпендикулярно проводу.

1459. Изменится ли поведение магнитной стрелки (см. условие предыдущей задачи), если направление тока в цепи изменить? Ответ обоснуйте.
Если направление тока в цепи изменить на противоположное, то магнитная стрелка расположится перпендикулярно к проводу, но другим концом, так как изменилось направление магнитного поля на противоположное.

1460. Останется ли в покое магнитная стрелка, если к ней приблизить проводник с током (рис. 356)? Ответ обоснуйте.
При приближении проводника с током (рис. 356) магнитная, стрелка расположится перпендикулярно к проводнику из-за наличия магнитного поля, обусловленного током.

1461. Можно ли, используя компас, определить, идет ли по проводнику постоянный ток? Ответ объясните.
Можно. Магнитное поле, обусловленное током в проводнике, будет действовать на магнитную стрелку таким образом, что она будет располагаться перпендикулярно проводнику.

1462. Будет ли отклоняться магнитная стрелка, если провод, по которому идет ток, согнут вдвое, как показано на рисунке 357?
При достаточно близком расположении проводов друг к другу магнитные поля, порожденные токами в проводах, почти полностью будут компенсироваться. Поэтому магнитная стрелка отклоняться не будет.

1463. На тонких проволоках подвешена катушка (рис. 358). Если по катушке пропустить ток, то она притягивается к магниту. В чем причина этого явления?
При указанной полярности источника питания катушка будет создавать магнитное поле, южный полюс которого расположен ближе к северному полюсу постоянного магнита. Поэтому катушка притягивается к магниту.

1464. На тонких проволоках подвешены две катушки (рис. 359). Почему они притягиваются (или отталкиваются), если по ним пропускать электрический ток?
Каждая из катушек действует друг на друга посредством созданных ими магнитных полей. В данном случае катушки будут отталкиваться.

1465. Изготовляя самодельный электромагнит, можно ли неизолированный провод наматывать на железный сердечник?
Неизолированный провод нельзя наматывать на железный сердечник, так как при пропускании тока по проводу произойдет короткое замыкание и катушка сгорит.

1466. Почему магнитное действие катушки, по которой идет ток, усиливается, когда в нее вводят железный сердечник?
Так как железо является ферромагнетиком, то оно увеличивает действие магнитного поля катушки.

1467. При работе электромагнитного подъемного крана часть груза не оторвалась от полюсов электромагнита при выключении тока. Крановщик пропустил через обмотку слабый ток обратного направления, и груз отпал. Объясните почему.
Груз не оторвался, так как сердечник электромагнита обладает остаточной намагниченностью. При пропускании малого тока обратного направления катушка размагничивается, и груз отпадает.

1468. На рисунке 360 изображена схема автоматического электромагнитного предохранителя. Стрелкой показано направление тока. Буквами обозначено: М — электромагнит; Я — якорь; П — пружины; Р — рычаг. Рассмотрите рисунок. Объясните действие такого электромагнитного выключателя.
При нажатии рычага Р вниз замыкается цепь электромагнита М. Если ток превысит допустимое значение, то магнитное поле катушки усилится и притянет якорь Я, который освободит расцепитель. В результате под действием пружины рычаг разомкнет цепь катушки.

1469. К каким зажимам электромагнитного реле Р (рис. 361) следует подключать цепь с током малой силы, а к каким — рабочую цепь?
Ток малой силы следует подключать к катушке электромагнитного реле, а рабочую цепь к верхним зажимам — контактам реле (рис 361).

Читайте также:  Схема цепи переменного тока с трансформатором

1470. Нарисуйте, как должны быть выполнены соединения приборов (рис. 361), чтобы при замыкании рубильника загоралась красная лампа К, а при размыкании — зеленая 3.

57. Электромагнитные явления

1471. Нарисуйте, как надо выполнить соединения, чтобы при замыкании рубильника загоралась красная лампа К (рис. 362), а при размыкании — зеленая 3.

57. Электромагнитные явления

1472. Почему два гвоздя, притянувшиеся к магниту, расходятся противоположными свободными концами?
Потому что на свободных концах гвоздей создаются одноименные магнитные полюса, которые отталкиваются друг от друга.

1473. Какой полюс появится у заостренного конца железного гвоздя, если к его шляпке приблизить южный полюс стального магнита?
Южный.

1474. Если магнит дугообразный, то гвоздь одним концом притягивается к одному полюсу, а другим — к другому. Почему?
При поднесении гвоздя к магниту на его концах создаются противоположные магнитные полюса. Поэтому он притягивается своими концами к разноименным полюсам магнита.

1475. К одному из полюсов магнитной стрелки ученица приблизила иголку. Полюс стрелки притянулся к иголке. Может ли это служить доказательством того, что игла была намагничена?
Нет. Можно утверждать, что игла намагнитилась в поле магнитной стрелки и притянула противоположный полюс стрелки.

1476. Почему корпус компаса делают из меди, алюминия, пластмассы и других материалов, но не из железа?
Так как перечисленные материалы не являются ферромагнетиками (не обладают остаточной намагниченностью и не влияют на магнитное поле стрелки).

1477. Перед вами два совершенно одинаковых стальных стержня. Один из них намагничен. Как определить, какой стержень намагничен, не имея в своем распоряжении никаких вспомогательных средств?
Конец одного из стержней поднести к середине другого. Ненамагниченный стержень не будет притягивать намагниченный.

1478. Начертите (приблизительно) расположение нескольких магнитных линий для двух магнитов, расположенных так, как показано на рисунке 363.

57. Электромагнитные явления

1479. Покажите, как расположится магнитная стрелка, если ее поместить в точках А, В, С магнитного поля магнита (рис. 364).

57. Электромагнитные явления

1480. Почему, если замкнуть цепь (рис. 365), алюминиевый стержень М придет в движение (покатится)?
При замыкании ключа по алюминиевому стержню потечет ток, а так как на проводник с током действует магнитная сила, то стержень придет в движение.

1481. Рамка с током, помещенная в магнитное поле, поворачивается в направлении, показанном стрелками (рис. 366). Укажите два способа, применяя которые можно изменить направление поворота рамки на противоположное.
Направление поворота рамки можно изменить на противоположное двумя способами: 1) поменять местами полюсы магнита; 2) изменить полярность источника.

1482. Опишите все превращения и переходы энергии, которые происходят при замыкании цепи тока в опытной установке (см. рис. 365).
Энергия электромагнитного поля переходит в кинетическую энергию движения алюминиевого стержня MN.

1483. Укажите полюсы магнитов (рис. 367), учитывая, что магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный его полюс.

Источник



Опыт Эрстеда. Магнитное поле тока. Взаимодействие магнитов. Действие магнитного поля на проводник с током

1. Опыт Эрстеда заключается в следующем. На столе располагают магнитную стрелку, которая ориентируется с севера на юг в магнитном поле Земли, и параллельно ей сверху проводник, соединённый с источником тока (см. рис. 81). При замыкании цепи стрелка повернётся на 90° и встанет перпендикулярно проводнику.

При размыкании цепи стрелка вернётся в первоначальное положение. Если изменить направление тока на противоположное, то стрелка повернётся в обратную сторону. Опыт Эрстеда доказывает, что вокруг проводника, по которому течёт электрический ток, существует магнитное поле, которое действует на магнитную стрелку.

Опыт Эрстеда показал существование взаимосвязи между электрическими и магнитными явлениями.

Об этой взаимосвязи свидетельствует и опыт, известный как опыт Ампера. Если по двум длинным параллельно расположенным проводникам пропустить электрический ток в одном направлении, то они притянутся друг к другу; если направление тока будет противоположным, то проводники оттолкнутся друг от друга. Это происходит потому, что вокруг одного проводника возникает магнитное поле, которое действует на другой проводник с током. Если ток будет протекать только по одному проводнику, то проводники не будут взаимодействовать.

Таким образом, вокруг движущихся электрических зарядов или вокруг проводника с током существует магнитное поле. Магнитное поле действует на движущиеся заряды. На неподвижные заряды магнитное поле не действует.

Силовой характеристикой магнитного поля является величина, называемая магнитной индукцией. Обозначается магнитная индукция буквой ​ \( B \) ​. Магнитная индукция является векторной величиной, т.е. имеет определённое направление. Это наглядно проявляется в опыте со взаимодействием параллельных проводников с током. Направление вектора магнитной индукции совпадает с направлением северного полюса магнитной стрелки в данной точке поля.

2. Обнаружить магнитное поле вокруг проводника с током можно с помощью либо магнитных стрелок, либо железных опилок, которые в магнитном поле намагничиваются и становятся магнитными стрелками. На рисунке 87 изображён проводник, пропущенный через лист картона, на который насыпаны железные опилки. При прохождении по проводнику электрического тока опилки располагаются вокруг него по концентрическим окружностям.

Линии, вдоль которых располагаются в магнитном поле магнитные стрелки или железные опилки, называют линиями магнитной индукции. Направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки, принято за направление линий магнитной индукции. Вектор магнитной индукции направлен по касательной к линии магнитной индукции в каждой точке поля.

Как следует из результатов опыта Эрстеда и опыта по взаимодействию параллельных проводников с током, направление линий вектора магнитной индукции (и линий магнитной индукции) зависит от направления тока в проводнике. Направление линий магнитной индукции можно определить с помощью правила буравчика. Для линейного проводника оно следующее: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитной индукции.

3. Если пропустить электрический ток по катушке, то опилки расположатся, как показано на рисунке 88.

Картина линий магнитной индукции свидетельствует о том, что катушка с током становится магнитом. Если катушку с током подвесить, то она повернётся южным полюсом на юг, а северным — на север (рис. 89).

Следовательно, катушка с током имеет два полюса: северный и южный. Определить полюса, которые появляются на её концах можно, если известно направление электрического тока в катушке. Для этого пользуются правилом буравчика: если направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением тока в катушке, то направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением линий магнитной индукции внутри катушки (рис. 90).

4. Тела, длительное время сохраняющие магнитные свойства, или намагниченность, называют постоянными магнитами. Поднося магнит к железным опилкам, можно заметить, что они притягиваются к концам магнита и практически не притягиваются к его середине. Те места магнита, которые производят наиболее сильное магнитное действие, называются полюсами магнита. Магнит имеет два полюса: северный — N и южный — S. Принято северный полюс магнита окрашивать синим цветом, а южный — красным. Если полосовой магнит разделить на две части, то каждая из них окажется магнитом с двумя полюсами.

Положив на постоянный магнит лист бумаги или картона и насыпав на него железные опилки, можно получить картину его магнитного поля (рис. 91). Линии магнитной индукции постоянных магнитов замкнуты, все они выходят из северного полюса и входят в южный, замыкаясь внутри магнита.

Магнитные стрелки и магниты взаимодействуют между собой. Разноимённые магнитные полюсы притягиваются друг к другу, а одноимённые — отталкиваются. Взаимодействие магнитов объясняется тем, что магнитное поле одного магнита действует на другой магнит и, наоборот, магнитное поле 2-го магнита действует на 1-й.

Причиной наличия у веществ магнитных свойств является движение электронов, существующих в каждом атоме. При своём движении вокруг атома электроны создают магнитные поля. Если эти поля имеют одинаковую ориентацию, то вещество, например железо или сталь, намагничены достаточно сильно.

Читайте также:  Явления возникающие при протекании тока

5. Магнитное поле действует на проводник с током. Доказать это можно с помощью эксперимента (рис. 92).

Если в поле подковообразного магнита поместить проводник длиной ​ \( l \) ​, подвешенный на тонких проводах, соединить его с источником тока, то при разомкнутой цепи проводник останется неподвижным. Если замкнуть цепь, то по проводнику пойдёт электрический ток, и проводник отклонится в магнитном поле от своего первоначального положения. При изменении направления тока проводник отклонится в противоположную сторону. Таким образом, на проводник с током, помещённый в магнитное поле, действует сила, которую называют силой Ампера.

Экспериментальное исследование показывает, что сила Ампера прямо пропорциональна длине проводника ​ \( l \) ​ и силе тока ​ \( I \) ​ в проводнике: ​ \( F\sim Il \) ​. Коэффициентом пропорциональности в этом равенстве является модуль вектора магнитной индукции ​ \( B \) ​. Соответственно, ​ \( F=BIl \) ​.

Сила, действующая на проводник с током, помещённый в магнитное поле, равна произведению модуля вектора магнитной индукции, силы тока и длины той части проводника, которая находится в магнитном поле.

В таком виде зависимость силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, записыватся в том случае, если линии магнитной индукции перпендикулярны проводнику с током.

Формула силы Ампера, позволяет раскрыть смысл понятия вектора магнитной индукции. Из выражения для силы Ампера следует: ​ \( B=\frac \) ​, т.е. магнитной индукцией называется физическая величина, равная отношению силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, к силе тока и длине проводника, находящейся в магнитном поле.

Из приведённой формулы понятно, что магнитная индукция является силовой характеристикой магнитного поля.

Единица магнитной индукции ​ \( [В] = [F]/[I][l] \) ​. ​ \( [B] \) ​ = 1 Н/(1 А · 1 м) — 1 Н/(А · м) = 1 Тл. За единицу магнитной индукции принимают магнитную индукцию такого поля, в котором на проводник длиной 1 м действует сила 1 Н при силе тока в проводнике 1 А.

Направление силы Ампера определяют, пользуясь правилом левой руки: если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а четыре пальца направлены по направлению тока в проводнике, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы, действующей на проводник (рис. 93).

6. Движение проводника с током в магнитном поле лежит в основе работы электрического двигателя. Если поместить прямоугольную рамку в магнитное поле и пропустить по ней электрический ток, то рамка повернётся (рис. 94), потому, что на стороны рамки действует сила Ампера. При этом сила, действующая на сторону рамки ​ \( ab \) ​, противоположна силе, действующей на сторону ​ \( cd \) ​.

Для того чтобы рамка не остановилась в тот момент, когда её плоскость перпендикулярна линиям магнитной индукции, и продолжала вращаться, изменяют направление тока в проводнике. Для этого к концам рамки припаяны полукольца, по которым скользят контакты, соединённые с источником тока. При повороте рамки на 180° меняются контактные пластины, которых касаются полукольца и, соответственно, направление тока в рамке.

В электрическом двигателе энергия электрического и магнитного полей превращается в механическую энергию.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. На рисунке показано, как установилась магнитная стрелка между полюсами двух одинаковых магнитов. Укажите полюса магнитов, обращённые к стрелке.

1) 1 — S, 2 — N
2) 1 — А, 2 — N
3) 1 — S, 2 — S
4) 1 — N, 2 — S

2. Па рисунке представлена картина линий магнитного поля от двух полосовых магнитов, полученная с помощью магнитной стрелки и железных опилок. Каким полюсам полосовых магнитов соответствуют области 1 и 2?

1) 1 — северному полюсу; 2 — южному
2) 1 — южному; 2 — северному полюсу
3) и 1, и 2 — северному полюсу
4) и 1, и 2 — южному полюсу

3. При прохождении электрического тока по проводнику магнитная стрелка, находящаяся рядом, расположена перпендикулярно проводнику. При изменении направления тока на противоположное. Стрелка

1) повернётся на 90°
2) повернётся на 180°
3) повернётся на 90° или на 180° в зависимости от значения силы тока
4) не изменит свое положение

4. Проводник, по которому протекает электрический ток, расположен перпендикулярно плоскости чертежа (см. рисунок). Расположение какой из магнитных стрелок, взаимодействующих с магнитным полем проводника с током, показано правильно?

5. Из проводника сделали кольцо и по нему пустили электрический ток. Ток направлен против часовой стрелки (см. рисунок). Как направлен вектор магнитной индукции в центре кольца?

1) вправо
2) влево
3) на нас из-за плоскости чертежа
4) от нас за плоскость чертежа

6. По катушке идёт электрический ток, направление которого показано на рисунке. При этом на концах железного сердечника катушки

1) образуются магнитные полюса — на конце 1 — северный полюс, на конце 2 — южный
2) образуются магнитные полюса — на конце 1 — южный полюс, на конце 2 — северный
3) скапливаются электрические заряды: на конце 1 — отрицательный заряд, на конце 2 — положительный
4) скапливаются электрические заряды: на конце 1 — положительный заряд, на конце 2 — отрицательный

7. Два параллельно расположенных проводника подключили параллельно к источнику тока.

Направление электрического тока и взаимодействие проводников верно изображены на рисунке

8. В однородном магнитном поле на проводник с током, расположенный перпендикулярно плоскости чертежа (см. рисунок), действует сила, направленная

1) вправо →
2) влево ←
3) вверх ↑
4) вниз ↓

9. Сила, действующая на проводник с током, который находится в магнитном поле между полюсами магнита направлена

1) вверх ↑
2) вниз ↓
3) направо →
4) налево ←

10. На рисунке изображён проводник с током, помещённый в магнитное поле. Стрелка указывает направление тока в проводнике. Вектор магнитной индукции направлен перпендикулярно плоскости рисунка к нам. Как направлена сила, действующая на проводник с током?

1) вверх ↑
2) вправо →
3) вниз ↓
4) влево ←

11. Из приведённых ниже утверждений выберите два правильных и запишите их номера в таблицу.

1) Вокруг неподвижных зарядов существует магнитное поле.
2) Вокруг неподвижных зарядов существует электростатическое поле.
3) Если разрезать магнит на две части, то у одной части будет только северный полюс, а у другой — только южный.
4) Магнитное поле существует вокруг движущихся зарядов.
5) Магнитная стрелка, находящаяся около проводника с током, всегда поворачивается вокруг своей оси.

12. Электрическая схема содержит источник тока, проводник АВ, ключ и реостат. Проводник АВ помещён между полюсами постоянного магнита (см. рисунок).

Используя рисунок, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

1) При перемещении ползунка реостата влево сила Ампера, действующая на проводник АВ, увеличится.
2) При замкнутом ключе проводник будет выталкиваться из области магнита вправо.
3) При замкнутом ключе электрический ток в проводнике имеет направление от точки В к точке А.
4) Магнитные линии поля постоянного магнита в области расположения проводника АВ направлены вертикально вниз.
5) Электрический ток, протекающий в проводнике АВ, создаёт однородное магнитное поле.

Часть 2

13. Участок проводника длиной 0,1 м находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила тока, протекающего по проводнику, 10 А. Какую работу совершает сила ампера при перемещении проводника на 8 см в направлении своего действия? Проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции.

Источник