9 кл. Повторення матеріалу з фізики "Магнітне...

Підготувала вчитель фізики СЗШ № 10 з профільними класами

Бойко Анджела Артурівна

1. Перед початком роботи запишіть в робочий зошит дату

виконання завдань та тему уроку.

2. Для виконання завдань вам потрібно мати:

Підручник Є.В.Коршак, О.І. Ляшенко, В.Ф.Савченко. Фізика 9 кл.

Матеріали презентації.

3. Зошит з виконаними завданнями необхідно здати учителю для

перевірки на першому уроці після канікул. Вправи будуть

перевірені та оцінені відповідно до нормативних вимог. Оцінку

буде виставлено до класного журналу.

Узагальнивши та систематизувавши знання з теми “Магнітне поле”,

ви повинні:

називати полюси магнітів, способи виявлення магнітного поля, прилади, в яких використовується електромагнітна взаємодія;наводити приклади магнітної взаємодії, застосування електромагнітних явищ, впливу магнітного поля на живі організми; формулювати правило свердлика та лівої руки; описувати дослід Ерстеда, властивості магнітного поля Землі, принцип дії електромагніта, результат дії магнітного поля на провідник зі струмом, дослід Фарадея; вміти характеризувати основні властивості постійних магнітів, магнітне поле провідника зі струмом, колового струму; суть явища електромагнітної індукції; вміти пояснювати природу магнітного поля, спосіб промислового одержання електричного струму, принцип дії електричного двигуна, електровимірювальних приладів; вміти визначати напрям силових ліній магнітного поля струму, застосовуючи правило свердлика, напрям дії магнітного поля на провідник зі струмом, застосовуючи правило лівої руки.

Тіла, які довгий час зберігають свою намагніченість називаються постійними магнітами.

Магніт притягує до себе:

залізо чавун сталь нікель

кобальт; манган; деякі рідини й гази (чистий кисень)

Магнітний залізняк — крихкий чорний мінерал, який від природи має магнітні властивості й у присутності якого залізо, сталь, нікель, кобальт також набувають магнітних властивостей.

Різні частини магніту притягують до себе залізні предмети по-різному.

Ті ділянки магніту, де виявляється найсильніша магнітна дія, називають полюсами.

N S

Кожний магніт має два полюси — північний (N) і південний (S).

Однак можна намагнітити матеріал і так, що він матиме 2, 4, 6 і більше полюсів.

Неможливо одержати магніт тільки з одним полюсом. Якщо його розділити на частини, то кожна із частин магніту

матиме два полюси.

Однойменні полюси відштовхуються, а різнойменні притягуються.

Магнітне поле — особливий вид матерії, який відрізняється від речовини та існує навколо намагнічених тіл.

Умовні лінії, уздовж яких у магнітному полі встановлюються осі маленьких магнітних стрілок, називають лініями магнітного поля або магнітними

лініями. Лінії магнітного поля замкнуті. Там, де вони виходять із магніту, - його північний полюс, там, де вони входять у магніт, - південний. Чим ближче до

полюсів магніту, тим силові лінії густіше.

Магнітне поле проникає крізь багато речовин. Є речовини, які послабляють дію магнітного поля, й речовини, що підсилюють її.

Земля — це великий магніт і що на півночі нашої планети розташований її південний

магнітний полюс.

Відстань між точками географічної півночі й

магнітного півдня дорівнюєприблизно 1600 км.

Магнітні полюси Землі не збігаються з її

географічними полюсами.

При проходженні електричного струму по провіднику магнітна стрілка, розташована поблизу провідника,

відхиляється від напрямку «північ — південь».

Магнітне поле створюється не тільки постійними магнітами, але й провідниками зі струмом. Магнітне поле виявляється

по дії на магнітну стрілку.

Якщо у двох паралельних провідниках течуть струми одного напрямку, ці провідники притягуються, а якщо

протилежних напрямків — відштовхуються.

Французький фізик, який висловив гіпотезу, що в усіх

тілах існують колові електричні струми, які

створюють власне магнітне поле.

Ампер Андре-Марі

Струм у провіднику напрямлений від спостерігача

Струм у провіднику напрямлений до спостерігача

Якщо поступальний рух правого гвинта збігається з напрямом струму в провіднику, то

напрям обертання гвинта вказує напрям магнітної лінії.

Знаючи правило правого гвинта, можна визначити напрям струму у провіднику: якщо напрям обертання правого гвинта збігається з

напрямом магнітної лінії, то поступальний рух гвинта показує напрям струму в провіднику.

Якщо замкнути коло, то циліндр притягнеться до котушки,

додатково розтягнувши пружину динамометра.

Навколо котушки зі струмом існує магнітне поле. Котушка зі струмом має два полюси —

південний і північний. Полюси котушки розташовані на її

торцях.

Якщо чотири зігнуті пальці правої руки спрямувати за

напрямком струму в котушці, то відігнутий великий палець укаже напрямок на північний

полюс котушки.

Котушку зі струмом називають соленоїдом.

Якщо напрям обертання гвинта збігається з напрямом струму у

витках соленоїда , то його поступальний рух вказує

напрям ліній магнітного поля всередині котушки.

Соленоїд із залізним осердям усередині називають електромагнітом. Він широко застосовується в різних електромагнітних пристроях:

електромагнітних кранах, реле, автомобільних сигналах, електродвигунах, електрогенераторах, електромеханічних годинних, пристроях автоматики і

охорони.

1 — каркас;2 — обмотка; 3 — клеми; 4 — осердя.

3

421

Електромагніти можуть містити не одну, а кілька котушок. Сучасні електромагніти можуть піднімати вантажі масою

декілька десятків тонн.

Якщо провідник зі струмом помістити в магнітне поле, наприклад у поле, створюване постійним магнітом, то між ними виникне взаємодія. Сила, з якою магнітне поле діє на провідник зі струмом, називається силою Ампера. Сила Ампера залежить від розташування провідника відносно ліній магнітного поля. Сила Ампера є максимальною, якщо провідник розташований перпендикулярно до магнітних ліній, і дорівнює нулю, якщо провідник розташований паралельно магнітним лініям.

Якщо ліву руку розташувати так, щоб лінії магнітного поля входили в долоню, а чотири витягнуті пальці вказували напрямок струму в провіднику, то відігнутий на 90° великий палець укаже напрямок сили Ампера.

Магнітне поле чинить на рамку зі струмом обертальну дію.

Сила Ампера діє на ліву і праву сторони рамки в протилежних напрямках, що й

викликає обертання.

Електродвигун — пристрій, який перетворює електричну енергію в механічну. Дія електродвигуна заснована на обертанні котушки, що поміщена в магнітне поле. Необхідно, щоб обертання відбувалося в одну сторону, тому у момент проходження рамкою положення рівноваги, коли ліва і права частини рамки міняються місцями, напрямок струму в рамці має змінюватися на протилежний.

1 — ротор; 2 — статор;3 — обмотка статора;4 — колектор

1 — півкільця;2 — металеві щітки;3 — постійний магніт;4 — рамка, що обертається навколо горизонтальної осі;5 — джерело струму

Півкільця колектора повертаються разом із рамкою, а щітки залишаються нерухомими, тому після проходження положення рівноваги до щіток будуть притиснуті вже інші півкільця. Напрямок струму в рамці зміниться на протилежний, а напрямок обертання рамки залишиться тим самим.

Гальванометри, амперметри і вольтметри — це вимірювальні прилади магнітоелектричної системи.

Коли по котушці починає проходити струм, під дією магнітного поля рамка, яку з’єднано зі стрілкою, повертається.

Стрілка рухається по шкалі доти, доки момент сили пружності утримуючих пружинок не врівноважить момент сили Ампера.

До початку ХІХ ст. людству були відомі тільки хімічні джерела струму – гальванічні елементи.

Майкл Фарадей “Перетворити магнетизм в електрику!”

Виникнення струму в котушці фіксується гальванометром: — якщо магніт нерухомий, струм не виникає; — якщо виводити магніт із котушки, стрілка відхиляється ліворуч;— якщо магніт уводити в котушку, стрілка відхиляється праворуч.

Електричний струм у котушці виникає тільки тоді, коли магніт рухається відносно котушки.

Електричний струм у замкненій котушці виникає тільки тоді, коли магнітне поле, що пронизує її, змінюється. Струм, який виникає в провіднику, називають індукційним струмом («індукція» — наведення).Явище породження в просторі електричного поля змінним магнітним полем називають явищем електромагнітної індукції.

Провідник рухається в магнітному

полі

Магніт рухається відносно

провідника

Проведені Фарадеєм досліди показали, що явище електромагнітної індукції спостерігається внаслідок будь-яких змін магнітного поля.

Правило правої руки для визначення напрямку індукційного струму в прямолінійному провіднику: якщо долоню правої руки розмістити так, щоб у неї входили лінії магнітного поля, а відведений під прямим кутом великий палець указував напрям руху провідника, то витягнуті чотири пальці руки визначають напрям індукційного струму в провіднику.

Дж. Максвелл(1831 – 1879), британський фізик. Досліджував явище електромагнітної індукції

Дж. Максвелл зробив висновок, що явище електромагнітної індукції описує закон електромагнітної індукції: сила струму, індукованого в замкненому провіднику, пропорційна швидкості зміни магнітного поля, в якому знаходиться провідник.Магнітне поле, змінюючись у часі, породжує електричне поле, а змінне електричне породжує магнітне.

Висновок: індукційний струм виникає лише під час зміни

магнітного поля в замкненому контурі; напрям індукційного

струму залежить від того збільшується магнітне поле чи

зменшується.

Висновок: індукційний струм виникає в нерухомій котушці при

зміні магнітного поля іншої котушки ( немає різниці, що є джерелом

змінного магнітного поля: рухома котушка зі струмом чи магніт, що

рухається).

Висновок: індукційний струм виникає при зміні сили струму в котушці ( при зміні магнітного поля); сила індукованого струму залежить від швидкості зміни магнітного поля.

Висновок: при внесенні залізного стержня в другу котушку,

гальванометр фіксує наявність індукційного струму в першій

котушці, оскільки осердя викликає зміну магнітного поля.

  Явище електромагнітної індукції використовують у механічних джерелах електричного струму - генераторах електричної енергії, без яких неможливо уявити сучасну електроенергетику. У таких генераторах механічна енергія перетворюється на електричну. Існує два типи електромеханічних генераторів. Найпоширенішими з них є генератори змінного струму, які працюють на великих електростанціях.Щоб зрозуміти принцип дії генератора, звернемося до досліду. Візьмемо рамку, що складається з кількох витків дроту, і обертатимемо її в магнітному полі постійного магніту. У рамці виникне електричний струм, наявність якого доводить світіння лампи.

На використанні явища електромагнітної індукції ґрунтується дія багатьох пристроїв для передачі людської мови, музики та зображень на відстань. Зокрема, це явище використане в будові і дії електромагнітного мікрофона - для систем звукопідсилення і звукозапису.

З діафрагмою D, яка коливається під дією змінного звукового тиску, зв'язана

котушка К, розміщена в кільцевому проміжку сильного магніту NS.

Задача 1. Чому гвіздки притягуються тільки до кінців підковоподібного магніту?Відповідь: На полюсах найбільша густина ліній вектора магнітної індукції.

Задача 2. На якій із схем правильно зображено лінії магнітної індукції двох протилежно напрямлених однакових постійних струмів?Відповідь: в.

Задача 3. Чи змінилася б сила Ампера, якби у провіднику рухалися не тільки електрони, але й іони?Відповідь: Так. Сила Ампера буде зростати.

Задача 4. У тролейбусах встановлені електродвигуни постійного струму. Притягуються чи відштовхуються проводи тролейбусної лінії? Відповідь: відштовхуються, оскільки струми течуть по них у протилежних напрямках.

Задача 5. Визначити напрям руху провідника, якщо показано напрям індукційного струму в ньому.Відповідь:

Задача 6. За малюнком визначити полюса магнітуВідповідь:

v

N

S

1. Як спрямована стрілка компаса поблизу магнітних полюсів?

2. Чи можна розрізати магніт так, щоб один з отриманих магнітів мав тільки

північний полюс, а інший — тільки південний?

3. Як взаємодіють паралельні провідники зі струмом ?

4. Як можна визначити напрямок силових ліній магнітного поля, створюваного

котушкою зі струмом?

5. Від чого і як залежить магнітна дія котушки зі струмом ?

6. З яких основних частин складається електромагніт ?

7. Яка дія струму використовується в електровимірювальних приладах?

8. Що спільного у всіх дослідах, що дозволяють знайти індукційний струм?

9. За якого руху магніту всередині котушки індукційний струм не виникає?

10. Як потрібно рухати магніт або котушку, щоб у них виник індукційний струм?

Запитання 1. Вкажіть, чим створюється магнітне поле:а) магнітним потоком; в) нерухомими електричними зарядами;б) рухомими електричними зарядами; г) металами.

Запитання 2. На якому малюнку зображено однорідне магнітне поле?

а) б) в) г)

Запитання 3. На якому рисунку лінії магнітної індукції магнітного поля показано правильно:

а) б) в) г)

Запитання 4. За правилом лівої руки знайти напрям сили Ампера, яка діє на провідник зі струмом у магнітному полі.а) 1; б) 2; в) 3; г) 4.

Запитання 5. За правилом лівої руки знайти напрям сили Ампера, яка діє на провідник зі струмом у магнітному полі.а) 1; б) 2; в) 3; г) 4.

Запитання 4. Як зміниться дія магнітного поля на стрілку, якщо повзунок реостата пересунути у правий бік?

а) зменшиться; б) збільшиться;в) не зміниться; г) правильної відповіді не має.

1. б

2. в

3. б

4. а 5. 3

6. 2

Повторити § 26-32. Знати відповіді на питання, слайд 33. Вміти пояснювати завдання, слайди 31,32, 34,35. Письмово виконати завдання в зошиті, слайд 38. Перегляньте відеоролики з теми “ Магнітне поле ”:

• http://youtu.be/XvtWVHFwgeY - “ Магнітне поле Землі ”• https://www.youtube.com/watch?v=EhpBDP_KJ-4 – “ Постійні магніти ” • https://www.youtube.com/watch?v=Nk3EI2w2srk –” Досліди Ерстеда. Магнітне поле прямого провідника ”• https://www.youtube.com/watch?v=JJZ610dRVfI – “ Провідник зі струмом у магнітному полі ”

1. Силовою характеристикою магнітного поля є:а) електрорушійна сила; в) магнітний потік;б) магнітна індукція; г) напруженість.2. Лінії магнітної індукції відрізняються від ліній напруженості електростатичного поля тим, що вони… а) перетинаються одна з одною; б) починаються на північному полюсі магніту, закінчуються на південному; в) замкнуті; г) не мають напряму.3. Вкажіть вченого, який дослідним шляхом виявив взаємодію магнітної стрілки і провідника зі струмом:а) Ампер; б) Ом; в) Ерстед; г) Фарадей.4. Вкажіть, як саме взаємодіють провідники зі струмами, напрями яких вказані на рисунку:а) не взаємодіють; в) притягуються;б) відштовхуються; г) періодично притягуються й відштовхуються.5. За правилом лівої руки знайти напрям сили Ампера, яка діє на провідник зі струмом у магнітному полі.а) 1; б) 2; в) 3; г) 4.

6. За правилом лівої руки знайти напрям сили Ампера, яка діє на провідник зі струмом у магнітному поліа) 1; б) 2; в) 3; г) 4.Індивідуальне завдання підвищеної складності7. Знайти напрям сили Ампера:

а) б)