Практическое применение магнитного поля тока
Группа 258
Тема урока: Основные свойства и характеристики магнитного поля.
Цель урока: сформировать у учащихся научное представление о магнитном поле.
Задачи урока:
Образовательные
- закрепить понятие постоянного и электрического магнита, магнитного поля;
- исследовать зависимость величины магнитного поля магнита от расстояния до него;
- исследовать взаимодействие полюсов двух магнитов;
- исследовать взаимодействие соленоида и постоянного магнита;
- познакомиться со свойствами магнитного поля.
Воспитательные
- формировать навыки самостоятельной работы;
- прививать интерес к предмету
Развивающие
- развивать умение анализировать, сравнивать, систематизировать информацию;
- устанавливать причинно – следственные связи;
- делать выводы.
План работы студента
Прочтите внимательно предложенный материал и просмотрите все видеоматериалы
Историческая справка.
Магнетизм, как явление, известен, по крайней мере, с пятого века до нашей эры, но изучение его сущности продвигалось очень медленно. Еще древние греки знали, что существует особый минерал - камень из Магнесии (область в древнегреческой Фессалии), способный притягивать небольшие железные предметы.
Однако впервые свойства магнита были описаны лишь в 1269 году. А первой крупной работой, посвященной исследованию магнитных явлений, является книга Вильяма Гильберта «О магните», вышедшая в 1600 году.
|
|
|
В древние времена свойства магнита пытались объяснить приписыванием ему «живой души». Теперь мы знаем, что все дело в особом поле, создаваемом магнитом – магнитном поле.
Опыт Эрстеда.
Магнитное поле создается не только постоянными магнитами, но и проводниками с током. Убедится в этом нам поможет опыт, проведенный датским физиком Эрстедом.
ЭРСТЕД Ганс Христиан (1777 - 1851) - датский физик, непременный секретарь Датского королевского общества (с 1815). Окончил Копенгагенский университет (1797). С 1806 года - профессор этого университета, с 1829 года одновременно директор Копенгагенской политехнической школы.
Работы Эрстеда посвящены электричеству, акустике, молекулярной физике. В 1820 году он обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку. Это привело к возникновению новой области физики - электромагнетизма. Идея взаимосвязи между различными явлениями природы характерна для научного творчества Эрстеда. Эрстед был блестящим лектором и популяризатором, организовал в 1824 году Общество по распространению естествознания, создал первую в Дании физическую лабораторию, способствовал улучшению преподавания физики в учебных заведениях страны.
|
|
|
Эрстед почетный член многих академий наук, в частности, Петербургской АН (1830).
Просмотрим опыт Эрстеда. Отклонение магнитной стрелки при прохождении тока через проводник.
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/b6b467e0-4835-019c-bf6a-5a46a9b5afd3/00144677106965931.htm
Этот опыт позволил другому физику, французу Амперу, сформулировать гипотезу о природе возникновения магнитного поля.
Гипотеза Ампера. Природа возникновения и свойства магнитного поля.
Андре Мари Ампер(1775-1836) –французский физик и математик, родился в г. Лионе. Под руководством отца он получил домашнее образование. Амперу было 14 лет, когда он прочитал 20 томов «Энциклопедии». Трудовая деятельность Ампер начал в качестве домашнего учителя математики, физики и химии. В 1801 г. он был принят на должность учителя физики и химии в Центральную школу в Бурк-ан-Брес. В 1805 г. Ампер занимает место преподавателя математики в Политехнической школе в Париже. В 1814 г. Ампера избирают членом Парижской академии наук. В 1824 г. занимает должность профессора физики Нормальной школы в Париже.
Ампер открыл механическое взаимодействие токов и на основании гипотезы о существовании молекулярных токов построил первую теорию магнетизма.
|
|
|
В 1826 г. Ампер подготовил и издал свой основной труд – «Теория электродинамических явлений, выведенная исключительно из опыта».
В честь Ампера названа единица силы тока – ампер.
В 1820 г. Ампер предположил, что магнитные свойства постоянных магнитов обусловлены множеством круговых токов, циркулирующих внутри молекул этих тел в результате движения электронов. В подтверждении своей теории Ампер провел ряд опытов, один из которых, «Взаимодействие параллельных токов», мы сейчас посмотрим, перейдя по ссылке. https://www.youtube.com/watch?v=g37PEIxgCVs
Ампер сформулировал основные свойства магнитного поля:
♦ Магнитное поле порождается только движущимися зарядами, в частности электрическим током.
♦ В отличие от электрического поля магнитное поле обнаруживается по его действию на движущиеся заряды (движущиеся заряженные тела).
♦ Магнитное поле, как и электрическое поле, материально, т.к. оно действует на тела, и следовательно, обладает энергией.
♦ Магнитное поле обнаруживается по действию на магнитную стрелку.
Силовой характеристикой магнитного поля является векторная физическая величина – магнитная индукция В. Направление в котором устанавливается северный полюс магнитной стрелки, совпадает с направлением индукции магнитного поля в этой точке.
|
|
|
Для наглядного представления магнитного поля будем пользоваться магнитными линиями. Получить эти линии нам поможет постоянный магнит и железные опилки.
Железные опилки – это маленькие магнитные стрелки. Линии, вдоль которых располагаются железные опилки, называются силовыми линиями магнитного поля.
Силовые линии всегда имеют форму замкнутых, закругленных линий.
Как они выглядят посмотрите в видел по ссылке https://www.youtube.com/watch?v=9tGXBxtf7fg
Магнитное поле прямого тока
Мы выяснили, как располагается магнитное поле рядом с постоянным магнитом, а теперь посмотрим как оно проявляет себя вокруг проводника с током.
Просмотри видео по ссылке: http://www.fcior.edu.ru/card/8241/magnitnoe-pole-pryamogo-provodnika-s-tokom.html
Правило буравчика
http://www.fcior.edu.ru/card/2798/magnitnoe-pole-i-ego-silovye-linii.html
Мы убедились, магнитные стрелки устанавливаются вокруг проводника в зависимости от направления тока в нем. Эту зависимость можно описать простым правилом – «правилом буравчика».
Правило буравчика
http://www.fcior.edu.ru/card/2798/magnitnoe-pole-i-ego-silovye-linii.html
Магнитное поле соленоида. https://www.youtube.com/watch?v=1-jatNwBs7E
Магнитное поле обнаруживается не только вокруг проводника с током. Если проводник свернуть в кольцо в нём также порождается магнитное поле. Возьмём катушку с множеством витков и подключим её к источнику тока. В катушке возникнет магнитное поле, которое можно наблюдать, поднося магнитную стрелку к концу соленоида. Для определения направления силовых линий в катушке используют «правило буравчика» в несколько измененной форме.
Практическое применение магнитного поля тока
Магнитное действие тока широко применяют в промышленности
Грузоподъемные магниты – наиболее мощные из широко применяемых в промышленности. Как правило, они представляют собой катушку, охватывающую железный сердечник большого сечения. Хотя электромагнит подключается к сети переменного тока, он снабжен мощным выпрямителем, так что через катушку может течь постоянный ток, достигающий 50 ампер. Это позволяет электромагниту весом 1–2 тонны поднимать груз весом 10–15 тонн, если он допускает максимальную площадь контакта с сердечником. Электромагнит удобен также для перемещения металлического лома и уборки стружки. Кроме того, иногда грузоподъемные электромагниты могут применяться для отделения железной фракции из сыпучего вещества, например, угля или руды перед переработкой или транспортировкой.
Дата добавления: 2020-11-15; просмотров: 182; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!