Итоги успеваемости за 2024/2025 учебный год

Сегодня на уроке

 Магнитное поле. Магнитный поток.Свойства магнитного поля.

Вопросы для самоконтроля!

1. Какими зарядами создается магнитное поле?
2. С помощью каких линий изображается магнитное поле?
3. Назовите какими величинами характеризуется магнитное поле?
4. Какой величиной характеризуется магнитное поле в некоторой точке пространства?
5. Какой величиной характеризуется магнитное поле во всех точках пространства, ограниченных контуром?
6. Какое направление имеет магнитная индукция B?
7. Что можно определить с помощью правой руки и буравчика?
          
8. Дайте определение правила правой руки и правила буравчика?
9. Назовите единицы измерения магнитной индукции и магнитного потока?
10. Запишите формулу магнитного потока?

Магнитное поле

Уже в VI в. до н.э. в Китае было известно, что некоторые руды обладают способностью притягиваться друг к другу и притягивать железные предметы. Куски таких руд были найдены возле города Магнесии в Малой Азии, поэтому они получили название магнитов.

Посредством чего взаимодействуют магнит и железные предметы? Вспомним, почему притягиваютсянаэлектризованные тела? Потому что около электрического заряда образуется своеобразная форма материи -электрическое поле. Вокруг магнита существует подобная форма материи, но имеет другую природу происхождения (ведь руда электрически нейтральна), ее называют магнитным полем.

Для изучения магнитного поля используют прямой или подковообразный магниты. Определенные места магнита обладают наибольшим притягивающим действием, их называют полюсами (северный и южный). Разноименные магнитные полюса притягиваются, а одноименные - отталкиваются.

Для силовой характеристики магнитного поля используют вектор индукции магнитного поля B. Магнитное поле графически изображают при помощи силовых линий (линии магнитной индукции). Линии являются замкнутыми, не имеют ни начала, ни конца. Место, из которого выходят магнитные линии - северный полюс (North), входят магнитные линии в южный полюс (South).

Магнитное поле можно сделать "видимым" с помощью железных опилок.

Магнитное поле проводника с током

А теперь о том, что обнаружили Ханс Кристиан Эрстед и Андре Мари Ампер в 1820 г. Оказывается, магнитное поле существует не только вокруг магнита, но и любого проводника с током. Любой провод, например, шнур от лампы, по которому протекает электрический ток, является магнитом! Провод с током взаимодействует с магнитом (попробуйте поднести к нему компас), два провода с током взаимодействуют друг с другом.

Силовые линии магнитного поля прямого тока - это окружности вокруг проводника.

 

Направление вектора магнитной индукции

Направление магнитного поля в данной точке можно определить как направление, которое указывает северный полюс стрелки компаса, помещенного в эту точку.

Направление линий магнитной индукции зависит от направления тока в проводнике.

Определяется направление вектора индукции по правилу буравчика или правилу правой руки.

Вектор магнитной индукции

Это векторная величина, характеризующая силовое действие поля.

Индукция магнитного поля бесконечного прямолинейного проводника с током на расстоянии r от него:

Индукция магнитного поля в центре тонкого кругового витка радиуса r:

Индукция магнитного поля соленоида (катушка, витки которой последовательно обходятся током в одном направлении):

Принцип суперпозиции

Если магнитное поле в данной точке пространства создается несколькими источниками поля, то магнитная индукция - векторная сумма индукций каждого из полей в отдельности

Магнитный поток

Магнитный поток - скалярная физическая величина, характеризующая число линий магнитной индукции поля, пронизывающих замкнутый контур.

 

Нормаль - перпендикуляр к плоскости контура.

Анализ формулы позволяет заключить, что магнитный поток изменится, если изменить угол наклона контура, площадь контура, интенсивность магнитного поля.

Контур - замкнутый провод. При изучении магнитного поля контур "усиливают", используя катушку.

ПРОВЕРЬ СЕБЯ

Сегодня на уроке

 

ЭДС. Закон Ома для полной цепи.

Замкнутая (полная) электрическая цепь состоит из источника тока и сопротивления.

Источник тока имеет ЭДС () и сопротивление (r), которое называют внутренним. ЭДС (электродвижущая сила) - работа сторонних сил по перемещению положительного заряда по замкнутой цепи (физический смысл аналогичен напряжению, потенциалу). Полное сопротивление цепи - R+r.

1) Напряжение на зажимах источника, а соответственно и во внешней цепи

,
где величина  - падение напряжения внутри источника тока.

2) Если внешнее сопротивление замкнутой цепи равно нулю, то такой режим источника тока называетсякоротким замыканием.

3) Для полной цепи закон Джоуля-Ленца

Коэффициент полезного действия

Мощность, выделяемая на внешнем участке цепи, называется полезной

При условии R=r мощность, выделяемая во внешней цепи, максимальная для данного источника и равна

Полная мощность - сумма полезной и теряемой мощности

Коэффициент полезного действия источника тока - отношение полезной мощности к полной

Источник ЭДС

Для существования постоянного тока в цепи необходимо непрерывно разделять электрические заряды, которые под действием сил Кулона стремятся соединиться. Для этого необходимы сторонние силы. ЭДС характеризует действие этих сторонних сил. А сама эта работа осуществляется внутри источников ЭДС. Электрические заряды внутри источников ЭДС движутся против кулоновских сил под воздействием сторонних сил.

Сравнивая электрический ток с течением жидкости в трубах, можно сказать, что источник работает, как насос, который подает воду из нижнего резервуара в верхний, из которого она под действием силы тяжести стекает в нижний резервуар.

В быту «источником тока» часто неточно называют любой источник электрического напряжения (батарею, генератор, розетку), но в строго физическом смысле это не так, более того, обычно используемые в быту источники напряжения по своим характеристикам гораздо ближе к источнику ЭДС, чем к источнику тока из-за наличия внутреннего сопротивления.

В настоящее время выпускают множество различных источников ЭДС - от маленьких батареек для часов до генераторов.

Внутри источника тока происходит разделение зарядов из-за процессов, происходящих внутри источника, например, химических процессов.

Гальванический элемент - химический источник тока, основанный на взаимодействии двух металлов и (или) их оксидов в электролите (батарейки, аккумуляторы).

Генераторы - создают ток за счет расходования механической энергии.

Термоэлементы - используют энергию теплового движения заряженных частиц.

Фотоэлементы - создают ток за счет энергии света.

???Вопросы

1. Что называют ЭДС? 
2. Записать формулу ЭДС?Единица измерения ЭДС?
3. Что называют сторонними силами?
4. Какую природу имеют сторонние силы?
5. Закон Ома для полной цепи?
6. В каких случаях напряжение равно ЭДС?  Напряжение меньше ЭДС?
7. Единицы измерения I, U, R, r?
8. Как называется этот прибор? Какова цена деления прибора?

ПРОВЕРЬ СЕБЯ

Сегодня на уроке

 Электрический ток. Условия возникновения тока. Действия тока.

Электрический ток - направленное движение заряженных частиц. Направление, в котором движутся положительно заряженные частицы, считается направлением тока. Вещества, в которых возможно движение зарядов, называются проводниками.

В металлах единственными носителями тока являются электроны. Направление тока противоположно направлению движения электронов.

Для существования тока необходимо:
1) наличие свободных заряженных частиц;
2) существование внешнего электрического поля;
3) наличие источника тока - источника сторонних сил.

Характеристики тока

Сила тока - скалярная величина, определяется по формуле

Если ток изменяется, то заряд, прошедший через поперечное сечение проводника, определяется как площадь фигуры, ограниченной зависимостью I(t).

Плотность тока - векторная величина, определяется по формуле

Прибор для измерения силы тока называется амперметром. Включается в сеть последовательно. Собственное сопротивление амперметра должно быть мало, поскольку включение амперметра не должно изменять силу тока в цепи.

ПРОВЕРЬ СЕБЯ

1. Что называют электрическим током?
2. Какие условия необходимы для возникновения электрического тока?
3. Как направлен электрический ток?
4. Какой величиной характеризуется электрический ток?
5. Каким прибором измеряют электрический ток?
6. Какой ток называют постоянным?
7. Какие действия оказывает электрический ток проходя по проводнику?
8. В каких единицах измеряется сила тока?
9. От каких величин зависит сила тока? Формула?
10. Формула плотности тока?