Что создаёт магнитное поле? Варианты: Движущиеся электрические заряды (электрический ток); Только постоянные магниты; Неподвижные заряды; Любое нагретое тело.

Движущиеся электрические заряды (электрический ток)

Тема 9 · Физика

Электромагнитное поле. Электромагнитная индукция

Магнитный поток Ф = B·S, ЭДС индукции, сила Ампера, ЭМ волны. 100 заданий на отработку.

Родителю: как помочь с темой «Электромагнитное поле. Электромагнитная индукция»

В теме 8 подтем: Магнитный поток, Индукция по магнитному потоку, Изменение магнитного потока, ЭДС индукции, Сила Ампера, Электромагнитная индукция, Электромагнитные волны, Магнитное поле и индукция.

Попросите ребёнка открыть теорию и за 2–3 минуты своими словами рассказать вам главное.
Затем 10 заданий во вкладке «Практика»: смотрите не на скорость, а на точность — и на то, где понадобилась подсказка.
Ошибки не решайте за него: разберите пошаговое решение вместе и вернитесь к ним через день-два.

Кабинет родителя: что проходят, проверочные, результат ребёнка по ссылке →

Электродвигатель постоянного тока — интерактивная модельзапустите двигатель, а потом снимите коллекторОткрыть →

Решено

Правильно

Точность

Простыми словами

Ток создаёт магнитное поле — это знали со времён Эрстеда. Майкл Фарадей в 1831 году открыл обратное: меняющееся магнитное поле создаёт ток. На этом работают все электростанции: магнит вращают возле катушки — и в проводах появляется ток.

Магнитное поле создаётся движущимися зарядами (током, постоянными магнитами) и действует на движущиеся заряды и проводники с током. Линии поля замкнуты; вне магнита идут от северного полюса N к южному S. Силовая характеристика поля — магнитная индукция $\overset{www.reknow.ru}{B}$ , единица — тесла (Тл).

Магнитный поток

Магнитный поток $Φ$ показывает, «сколько линий поля» пронизывает контур.

Φ = BS cos α

магнитный поток

где $B$ — магнитная индукция, Тл; $S$ — площадь контура, м²; $α$ — угол между линиями поля и перпендикуляром к плоскости контура. Если поле перпендикулярно плоскости рамки, $cos α = 1$ и $Φ = BS$ . Единица — вебер: $1 Вб = 1 Тл \cdot м^{2}$ .

Рамка $2 \times 3 м$ , $B = 0, 4 Тл$ : $S = 6 м^{2}$ , $Φ = 0, 4 \cdot 6 = 2, 4 Вб$ .
Индукция: $Φ = 22, 5 Вб$ , рамка $5 \times 3 м$ : $B = \frac{Φ}{S} = \frac{22 , 5}{15} = 1, 5 Тл$ .
Поток пропорционален $B$ и $S$ : уменьшили $B$ в 5 раз → $Φ$ уменьшится в 5 раз; увеличили сторону $a$ в 2 раза → $S$ и $Φ$ увеличатся в 2 раза.

Если плоскость рамки параллельна линиям поля, линии рамку не пронизывают: $Φ = 0$ .

Электромагнитная индукция

Пока магнит движется, через катушку меняется поток — течёт индукционный ток

В замкнутом контуре возникает индукционный ток, когда изменяется магнитный поток через контур: магнит вдвигают или выдвигают, меняют ток в соседней катушке, поворачивают рамку. Магнит неподвижен — тока нет.

E_{i} = www.reknow.ru \frac{ΔΦ}{Δ t} www.reknow.ru

ЭДС индукции (закон Фарадея)

где $ΔΦ$ — изменение потока, Вб; $Δ t$ — время изменения, с; $E_{i}$ — ЭДС индукции, В. Чем быстрее меняется поток, тем больше ЭДС.

Поток изменился на 25 Вб за 5 с: $E_{i} = \frac{25}{5} = 5 В$ .

Правило Ленца: индукционный ток направлен так, что его магнитное поле противодействует изменению потока, вызвавшему этот ток. Вдвигаем магнит — катушка его отталкивает; выдвигаем — притягивает.

Сила Ампера

На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера.

F_{A} = B I L sin α

сила Ампера; при проводнике ⟂ линиям поля

F_{A} = B I L

где $B$ — индукция, Тл; $I$ — сила тока, А; $L$ — длина проводника в поле, м; $α$ — угол между проводником и линиями поля.

$B = 1, 5 Тл$ , $I = 8 А$ , $L = 3 м$ : $F_{A} = 1, 5 \cdot 8 \cdot 3 = 36 Н$ .

Линии поля входят в ладонь, четыре пальца — по току, отогнутый на 90° большой палец показывает направление силы Ампера.

Электромагнитные волны

Меняющееся магнитное поле порождает электрическое, а меняющееся электрическое — магнитное. Так возникает электромагнитная волна. Её существование предсказал Дж. Максвелл, экспериментально получил Г. Герц. Электромагнитные волны распространяются и в вакууме со скоростью света.

λ = \frac{c}{ν}, c = 3 \cdot 1 0^{8} м / с

длина электромагнитной волны

где $λ$ — длина волны, м; $ν$ — частота, Гц; $c$ — скорость света в вакууме.

$ν = 25 МГц = 25 \cdot 1 0^{6} Гц$ : $λ = \frac{3 \cdot 1 0 ^{8}}{25 \cdot 1 0 ^{6}} = 12 м$ . При 1 МГц — 300 м.

Мегагерцы переводите: $1 МГц = 1 0^{6} Гц$ , $1 кГц = 1 0^{3} Гц$ .

Шкала волн по уменьшению длины: радиоволны → инфракрасное излучение → видимый свет → ультрафиолет → рентгеновское → гамма-излучение.

Посмотреть и посчитать

Модели

Электромагнитная индукция Электромагнитная волна и радио Магнитное поле тока Сила Ампера и сила Лоренца

Серия: 0