รูปนี้แสดงเส้นแม่เหล็กของสนามแม่เหล็ก การนำเสนอ - การทดสอบฟิสิกส์ "สนามแม่เหล็กไฟฟ้า รายชื่อวรรณกรรมเพิ่มเติม

หัวข้อของบทเรียนนี้จะเป็นสนามแม่เหล็กและการแสดงภาพกราฟิก เราจะพูดถึงสนามแม่เหล็กที่ไม่สม่ำเสมอและสม่ำเสมอ ขั้นแรก เรามานิยามสนามแม่เหล็กกันก่อน บอกคุณว่ามันเกี่ยวข้องกับอะไรและมีคุณสมบัติอะไรบ้าง มาเรียนรู้วิธีการวาดภาพบนกราฟกันดีกว่า นอกจากนี้เรายังจะได้เรียนรู้วิธีการกำหนดสนามแม่เหล็กที่ไม่สม่ำเสมอและเป็นเนื้อเดียวกัน

วันนี้เราจะมาย้ำกันก่อนว่าสนามแม่เหล็กคืออะไร สนามแม่เหล็ก -สนามแรงที่ก่อตัวรอบๆ ตัวนำที่ไหลผ่าน กระแสไฟฟ้า- เกี่ยวข้องกับการขนย้าย.

ตอนนี้จำเป็นต้องทราบ คุณสมบัติของสนามแม่เหล็ก- คุณทราบดีว่าการเรียกเก็บเงินมีหลายช่องที่เกี่ยวข้องกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สนามไฟฟ้า- แต่เราจะพูดถึงสนามแม่เหล็กที่เกิดจากประจุเคลื่อนที่อย่างแม่นยำ สนามแม่เหล็กมีคุณสมบัติหลายประการ อันดับแรก: สนามแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นโดยการเคลื่อนย้ายประจุไฟฟ้า- กล่าวอีกนัยหนึ่ง สนามแม่เหล็กจะเกิดขึ้นรอบๆ ตัวนำซึ่งมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน คุณสมบัติถัดไปที่บอกว่าสนามแม่เหล็กถูกกำหนดอย่างไร มันถูกกำหนดโดยผลกระทบต่อประจุไฟฟ้าที่กำลังเคลื่อนที่อีกอันหนึ่งหรือพวกเขาพูดว่าเป็นกระแสไฟฟ้าอื่น เราสามารถระบุการมีอยู่ของสนามแม่เหล็กได้โดยผลกระทบต่อเข็มเข็มทิศบนสิ่งที่เรียกว่า เข็มแม่เหล็ก

คุณสมบัติอื่น: สนามแม่เหล็กจะออกแรง- ดังนั้นพวกเขาจึงบอกว่าสนามแม่เหล็กเป็นวัสดุ

คุณสมบัติทั้งสามนี้ก็คือ คุณสมบัติที่โดดเด่นสนามแม่เหล็ก หลังจากที่เราตัดสินใจว่าสนามแม่เหล็กคืออะไรและพิจารณาคุณสมบัติของสนามแม่เหล็กแล้ว ก็จำเป็นต้องบอกว่าจะศึกษาสนามแม่เหล็กอย่างไร ประการแรก สนามแม่เหล็กถูกศึกษาโดยใช้กรอบรับกระแสไฟฟ้า หากเรานำตัวนำมาสร้างกรอบกลมหรือสี่เหลี่ยมออกจากตัวนำนี้แล้วส่งกระแสไฟฟ้าผ่านเฟรมนี้ จากนั้นในสนามแม่เหล็กเฟรมนี้จะหมุนในลักษณะใดลักษณะหนึ่ง

ข้าว. 1. เฟรมที่แบกกระแสหมุนในสนามแม่เหล็กภายนอก

โดยวิธีที่เฟรมนี้หมุนเราสามารถตัดสินได้ สนามแม่เหล็ก- มีเงื่อนไขสำคัญประการหนึ่งเท่านั้น: กรอบต้องเล็กมากหรือต้องมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับระยะทางที่เราศึกษาสนามแม่เหล็ก เฟรมดังกล่าวเรียกว่าวงจรกระแส

นอกจากนี้เรายังสามารถศึกษาสนามแม่เหล็กโดยใช้เข็มแม่เหล็ก วางพวกมันไว้ในสนามแม่เหล็ก และสังเกตพฤติกรรมของมัน

ข้าว. 2. ผลกระทบของสนามแม่เหล็กต่อเข็มแม่เหล็ก

สิ่งต่อไปที่เราจะพูดถึงคือวิธีการแสดงสนามแม่เหล็ก จากการวิจัยที่ดำเนินการมาเป็นเวลานาน เห็นได้ชัดว่าสนามแม่เหล็กสามารถแสดงได้อย่างสะดวกโดยใช้เส้นแม่เหล็ก ให้สังเกต เส้นแม่เหล็กเรามาทำการทดลองกัน สำหรับการทดลองของเรา เราจำเป็นต้องใช้แม่เหล็กถาวร ตะไบเหล็ก แก้ว และกระดาษสีขาวหนึ่งแผ่น

ข้าว. 3. ตะไบเหล็กเรียงตัวกันตามเส้นสนามแม่เหล็ก

ปิดแม่เหล็กด้วยแผ่นกระจกแล้ววางกระดาษแผ่นหนึ่งไว้ด้านบนซึ่งเป็นกระดาษสีขาว โรยตะไบเหล็กลงบนแผ่นกระดาษ เป็นผลให้คุณจะเห็นว่าเส้นสนามแม่เหล็กปรากฏขึ้นอย่างไร สิ่งที่เราจะเห็นคือเส้นสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวร บางครั้งเรียกว่าสเปกตรัมของเส้นแม่เหล็ก สังเกตว่าเส้นมีอยู่ในทั้งสามทิศทาง ไม่ใช่แค่ในระนาบเท่านั้น

เส้นแม่เหล็ก- เส้นจินตภาพซึ่งแกนของเข็มแม่เหล็กจะเรียงกัน

ข้าว. 4. การแสดงแผนผังของเส้นแม่เหล็ก

ดูสิ รูปภาพแสดงดังต่อไปนี้: เส้นโค้ง ทิศทางของเส้นแม่เหล็กถูกกำหนดโดยทิศทางของลูกศรแม่เหล็ก ทิศทางระบุด้วยขั้วเหนือของเข็มแม่เหล็ก การแสดงเส้นโดยใช้ลูกศรสะดวกมาก

ข้าว. 5. ทิศทางของเส้นสนามระบุอย่างไร?

ตอนนี้เรามาพูดถึงคุณสมบัติของเส้นแม่เหล็กกันดีกว่า ประการแรก เส้นแม่เหล็กไม่มีจุดเริ่มต้นหรือจุดสิ้นสุด เหล่านี้เป็นเส้นปิดเนื่องจากเส้นแม่เหล็กปิดจึงไม่มีประจุแม่เหล็ก

ที่สอง: เส้นเหล่านี้เป็นเส้นที่ไม่ตัดกัน ไม่ถูกขัดจังหวะ และไม่โค้งงอในทางใดทางหนึ่ง ด้วยความช่วยเหลือของเส้นแม่เหล็ก เราสามารถระบุลักษณะของสนามแม่เหล็ก จินตนาการไม่เพียงแต่รูปร่างของมัน แต่ยังพูดคุยเกี่ยวกับผลของแรงด้วย หากเราพรรณนาถึงความหนาแน่นของเส้นดังกล่าวมากขึ้น เมื่อนั้น ณ จุดนี้ในอวกาศ เราจะมีการกระทำที่มีกำลังมากขึ้น

หากเส้นขนานกัน ความหนาแน่นจะเท่ากัน ในกรณีนี้ เส้นจะบอกว่าเป็นอย่างนั้น สนามแม่เหล็กมีความสม่ำเสมอ- ในทางกลับกัน หากสิ่งนี้ไม่บรรลุผล นั่นคือ ความหนาแน่นต่างกัน เส้นมีความโค้ง จากนั้นจึงจะเรียกสนามดังกล่าว ต่างกัน- ในตอนท้ายของบทเรียน ฉันอยากจะดึงความสนใจของคุณไปที่ภาพวาดต่อไปนี้

ข้าว. 6. สนามแม่เหล็กที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน

ประการแรกตอนนี้เรารู้แล้วว่า เส้นแม่เหล็กสามารถแสดงด้วยลูกศรได้ และตัวเลขนี้แสดงถึงสนามแม่เหล็กที่ไม่สม่ำเสมออย่างแม่นยำ ความหนาแน่นจะแตกต่างกันในที่ต่างๆ ซึ่งหมายความว่าผลของแรงของสนามนี้บนเข็มแม่เหล็กจะแตกต่างกัน

รูปต่อไปนี้แสดงฟิลด์ที่เป็นเนื้อเดียวกัน เส้นต่างๆ มีทิศทางเดียวและมีความหนาแน่นเท่ากัน

ข้าว. 7. สนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ

สนามแม่เหล็กสม่ำเสมอคือสนามที่เกิดขึ้นภายในขดลวดที่มีการหมุนจำนวนมากหรือภายในแท่งแม่เหล็กเส้นตรง สนามแม่เหล็กที่อยู่นอกแถบแม่เหล็ก หรือสิ่งที่เราสังเกตเห็นในชั้นเรียนทุกวันนี้ เป็นสนามที่ไม่สม่ำเสมอ เพื่อให้เข้าใจทั้งหมดนี้อย่างถ่องแท้ มาดูตารางกันดีกว่า

รายชื่อวรรณกรรมเพิ่มเติม:

เบลคิน ไอ.เค. สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก // ควอนตัม - พ.ศ. 2527. - ฉบับที่ 3. - หน้า 28-31. กิโคอิน เอ.เค. แม่เหล็กมาจากไหน? //ควอนตัม. - พ.ศ. 2535 - ลำดับที่ 3 - หน้า 37-39.42 Leenson I. ความลึกลับของเข็มแม่เหล็ก // ควอนตัม - 2552. - ฉบับที่ 3. - หน้า 39-40. หนังสือเรียนฟิสิกส์เบื้องต้น. เอ็ด จี.เอส. ลันด์สเบิร์ก. ต. 2. - ม., 2517

แคตตาล็อกของงาน
งาน D13 สนามแม่เหล็ก การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

กระแสไฟฟ้าถูกส่งผ่านกรอบนำแสงซึ่งอยู่ระหว่างขั้วของแม่เหล็กเกือกม้า ทิศทางที่ระบุด้วยลูกศรในรูป

สารละลาย.

สนามแม่เหล็กจะพุ่งจากขั้วเหนือของแม่เหล็กไปทางทิศใต้ (ตั้งฉากกับด้าน AB ของกรอบ) ด้านข้างของกรอบที่มีกระแสไฟฟ้าถูกกระทำโดยแรงแอมแปร์ ซึ่งทิศทางของกรอบนั้นถูกกำหนดโดยกฎมือซ้าย และขนาดเท่ากับ โดยที่ความแรงของกระแสในกรอบคือขนาดของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ของสนามแม่เหล็ก คือความยาวของด้านที่สอดคล้องกันของกรอบ คือไซน์ของมุมระหว่างเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กกับทิศทางของกระแส ดังนั้น ที่ด้าน AB ของกรอบและด้านที่ขนานกับกรอบนั้น แรงจะกระทำซึ่งมีขนาดเท่ากันแต่มีทิศทางตรงกันข้าม: ทางด้านซ้าย “จากเรา” และทางด้านขวา “ต่อเรา” แรงจะไม่กระทำกับด้านที่เหลือ เนื่องจากกระแสในนั้นไหลขนานกับเส้นสนาม ดังนั้นเฟรมจะเริ่มหมุนตามเข็มนาฬิกาเมื่อมองจากด้านบน

เมื่อคุณหมุน ทิศทางของแรงจะเปลี่ยน และในขณะที่เฟรมหมุน 90° แรงบิดจะเปลี่ยนทิศทาง ดังนั้นเฟรมจะไม่หมุนต่อไปอีก เฟรมจะแกว่งไปที่ตำแหน่งนี้สักพักหนึ่งแล้วจึงไปสิ้นสุดที่ตำแหน่งดังรูปที่ 4

คำตอบ: 4

ที่มา: สถาบันฟิสิกส์แห่งรัฐ คลื่นหลัก. ตัวเลือก 1313

กระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดซึ่งมีทิศทางดังแสดงในรูป ขณะเดียวกันที่ปลายแกนเหล็กของขดลวด

1) เกิดขั้วแม่เหล็ก: ที่ปลาย 1 - ขั้วเหนือ; ในตอนท้าย 2 - ทางใต้

2) เกิดขั้วแม่เหล็ก: ที่ปลาย 1 - ขั้วใต้; ท้าย 2 - เหนือ

3) ค่าไฟฟ้าสะสม: ในตอนท้าย 1 - ประจุลบ; ในตอนท้าย 2 เป็นบวก

4) ค่าไฟฟ้าสะสม: ในตอนท้าย 1 - ประจุบวก; ในตอนท้าย 2 - ลบ

สารละลาย.

เมื่ออนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่ สนามแม่เหล็กจะเกิดขึ้นเสมอ ลองใช้กฎของมือขวาเพื่อกำหนดทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก: เราวางนิ้วไปตามเส้นปัจจุบัน จากนั้นนิ้วหัวแม่มือที่งอจะระบุทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ดังนั้นเส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็กจึงถูกส่งจากปลาย 1 ถึงปลาย 2 เส้นสนามแม่เหล็กเข้าสู่ขั้วแม่เหล็กใต้และออกจากทิศเหนือ

คำตอบที่ถูกต้องอยู่ใต้ตัวเลข 2.

บันทึก.

ภายในแม่เหล็ก (ขดลวด) เส้นสนามแม่เหล็กจะเคลื่อนจากขั้วใต้ไปยังขั้วเหนือ

คำตอบ: 2

ที่มา: สถาบันฟิสิกส์แห่งรัฐ คลื่นหลัก. ตัวเลือก 1326., OGE-2019. คลื่นหลัก. ตัวเลือก 54416

รูปนี้แสดงภาพเส้นสนามแม่เหล็กจากแถบแม่เหล็กสองแถบที่ได้รับจากตะไบเหล็ก เมื่อพิจารณาจากตำแหน่งของเข็มแม่เหล็ก ขั้วใดของแถบแม่เหล็กที่สอดคล้องกับพื้นที่ 1 และ 2

1) 1 - ขั้วโลกเหนือ; 2 - ทิศใต้

2) 1 - ทางใต้; 2 - ขั้วโลกเหนือ

3) ทั้ง 1 และ 2 - ไปทางขั้วโลกเหนือ

4) ทั้ง 1 และ 2 - ไปทางขั้วโลกใต้

สารละลาย.

เนื่องจากเส้นแม่เหล็กปิด ขั้วจึงไม่สามารถเป็นได้ทั้งทิศใต้และทิศเหนือ ตัวอักษร N (ทิศเหนือ) หมายถึงขั้วโลกเหนือ, S (ทิศใต้) ทิศใต้ ขั้วโลกเหนือถูกดึงดูดไปยังขั้วโลกใต้ ดังนั้น บริเวณที่ 1 จึงเป็นขั้วโลกใต้ บริเวณที่ 2 จึงเป็นขั้วโลกเหนือ

การใช้แบบทดสอบในบทเรียนทำให้สามารถดำเนินการเป็นรายบุคคลอย่างแท้จริงและทำให้เกิดความแตกต่างในการเรียนรู้ แนะนำงานราชทัณฑ์ทันเวลาในกระบวนการสอน ประเมินและจัดการคุณภาพการฝึกอบรมได้อย่างน่าเชื่อถือ การทดสอบที่นำเสนอในหัวข้อ "สนามแม่เหล็ก" มี 10 งาน

1. แม่เหล็กสร้างสนามแม่เหล็กรอบตัวเอง ผลกระทบของสนามนี้จะทรงพลังที่สุดที่ไหน?

ก. ใกล้ขั้วแม่เหล็ก
B. ที่จุดศูนย์กลางของแม่เหล็ก
B. การกระทำของสนามแม่เหล็กจะปรากฏอย่างสม่ำเสมอที่ทุกจุดของแม่เหล็ก

คำตอบที่ถูกต้อง: ก.

2. สามารถใช้เข็มทิศบนดวงจันทร์เพื่อกำหนดทิศทางได้หรือไม่?

ก. คุณไม่สามารถ.
ข. เป็นไปได้.
B. เป็นไปได้ แต่เฉพาะบนที่ราบเท่านั้น

คำตอบที่ถูกต้อง: ก.

3. สนามแม่เหล็กปรากฏรอบตัวนำภายใต้สภาวะใด

ก. เมื่อมีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นในตัวนำ
ข. เมื่อตัวนำพับครึ่ง
B. เมื่อตัวนำได้รับความร้อน

คำตอบที่ถูกต้อง: ก.

ก. ขึ้น.
บี ลง.
ข. ไปทางขวา.
ช. ไปทางซ้าย

คำตอบที่ถูกต้อง: ข.

5. ระบุคุณสมบัติพื้นฐานของสนามแม่เหล็ก?

ก. เขา สายไฟมีแหล่งที่มาเสมอ: พวกมันเริ่มต้นจากประจุบวกและสิ้นสุดที่ประจุลบ
B. สนามแม่เหล็กไม่มีแหล่งกำเนิด ไม่มีประจุแม่เหล็กในธรรมชาติ
B. เส้นแรงของมันต้องมีแหล่งที่มาเสมอ โดยเริ่มจากประจุลบและสิ้นสุดที่ประจุบวก

คำตอบที่ถูกต้อง: ข.

6.เลือกรูปภาพที่แสดงสนามแม่เหล็ก

คำตอบที่ถูกต้อง: รูปที่ 2

7. กระแสไหลผ่านวงแหวนลวด ระบุทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

ก. ลง.
บี อัพ.
ข. ไปทางขวา.

คำตอบที่ถูกต้อง: ข.

8. ขดลวดที่มีแกนตามรูปมีพฤติกรรมอย่างไร?

A. พวกเขาไม่มีปฏิสัมพันธ์กัน
ข. หมุนตัว.
B. พวกเขาผลักออกไป

คำตอบที่ถูกต้อง: ก.

9. แกนเหล็กถูกถอดออกจากขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้า รูปแบบการเหนี่ยวนำแม่เหล็กจะเปลี่ยนไปอย่างไร?

A. ความหนาแน่นของเส้นแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้นหลายเท่า
B. ความหนาแน่นของเส้นแม่เหล็กจะลดลงหลายเท่า
ข. รูปแบบของเส้นแม่เหล็กจะไม่เปลี่ยนแปลง

คำตอบที่ถูกต้อง: ข.

10. ขั้วของขดลวดแม่เหล็กที่มีกระแสสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างไร?

ก. ใส่แกนเข้าไปในขดลวด
ข. เปลี่ยนทิศทางของกระแสในขดลวด
B. ปิดแหล่งพลังงาน

D. เพิ่มกระแส

คำตอบที่ถูกต้อง: ข.

1. ในไอซ์แลนด์และฝรั่งเศส เข็มทิศทางทะเลเริ่มใช้ในศตวรรษที่ 12 และ 13 แท่งแม่เหล็กถูกยึดไว้ที่กึ่งกลางของไม้กางเขน จากนั้นโครงสร้างนี้ถูกวางในน้ำ และติดตั้งไม้กางเขนแบบหมุนในทิศทางเหนือ-ใต้ แถบแม่เหล็กขั้วใดจะหันไปทางขั้วแม่เหล็กทิศเหนือของโลก?

ก. ภาคเหนือ.
ข.ภาคใต้.

คำตอบที่ถูกต้อง: ข.

2. สารใดไม่ดึงดูดแม่เหล็กเลย?

ก. เหล็ก.
บี. นิกเกิล.
บี.กลาส.

คำตอบที่ถูกต้อง: ข.

3. วางลวดหุ้มฉนวนไว้ภายในผนัง จะหาสายไฟได้อย่างไรโดยไม่รบกวนผนัง?

ก. นำเข็มแม่เหล็กมาติดผนัง ตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าและลูกศรจะโต้ตอบกัน
B. ส่องสว่างผนัง แสงที่เพิ่มขึ้นจะระบุตำแหน่งของสายไฟ
B. ไม่สามารถระบุตำแหน่งของสายไฟได้โดยไม่ทำลายผนังที่หุ้มไว้

คำตอบที่ถูกต้อง: ก.

4. รูปภาพแสดงตำแหน่งของเข็มแม่เหล็ก ทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่จุด A เป็นเท่าใด

ก. ลง.
บี อัพ.
ข. ไปทางขวา.
ช. ไปทางซ้าย

คำตอบที่ถูกต้อง: ก.

5. เส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็กมีลักษณะเฉพาะอย่างไร?

A. เส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็กเริ่มต้นที่ประจุบวกและสิ้นสุดที่ประจุลบ
ข. เส้นไม่มีจุดเริ่มต้นหรือจุดสิ้นสุด พวกเขาปิดอยู่เสมอ

คำตอบที่ถูกต้อง: ข.

6. ตัวนำกระแสไฟฟ้าจะตั้งฉากกับระนาบ เส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็กแสดงได้ถูกต้องจากรูปใด

รูปที่ 1 รูปที่ 2 รูปที่ 3 รูปที่ 4

คำตอบที่ถูกต้อง: ข้าว. 4.

7. กระแสไหลผ่านวงแหวนลวด ระบุทิศทางของกระแสถ้าเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กชี้ขึ้นด้านบน

ก. ทวนเข็มนาฬิกา.
ข. ตามเข็มนาฬิกา

คำตอบที่ถูกต้อง: ก.

8. กำหนดลักษณะของปฏิกิริยาของคอยล์ดังแสดงในรูป

ก. พวกเขาถูกดึงดูด
B. พวกเขาผลักออกไป
B. พวกเขาไม่มีปฏิสัมพันธ์กัน

คำตอบที่ถูกต้อง: ข.

9. เฟรมที่มีกระแสในสนามแม่เหล็กหมุน อุปกรณ์ใดใช้ปรากฏการณ์นี้?

ก. ดิสก์เลเซอร์
บี แอมมิเตอร์.
ข. แม่เหล็กไฟฟ้า

คำตอบที่ถูกต้อง: ข.

10. เหตุใดกรอบนำกระแสที่วางระหว่างขั้วของแม่เหล็กถาวรจึงหมุน

A. เนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างสนามแม่เหล็กของเฟรมกับแม่เหล็ก
ข. เพราะการกระทำ สนามไฟฟ้ากรอบแม่เหล็ก

B. เนื่องจากผลของสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กต่อประจุในขดลวด

คำตอบที่ถูกต้อง: ก.

วรรณกรรม:ฟิสิกส์. ชั้นประถมศึกษาปีที่ 8: หนังสือเรียนสำหรับเอกสารการศึกษาทั่วไป / A.V. เพอริชกิน - อีสตาร์ด, 2549.

จากหลักสูตรฟิสิกส์เกรด 8 คุณรู้ว่าสนามแม่เหล็กเกิดจากกระแสไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น มันมีอยู่รอบๆ ตัวนำโลหะที่นำกระแสไฟฟ้า ในกรณีนี้ กระแสจะถูกสร้างขึ้นโดยอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ในทิศทางไปตามตัวนำ สนามแม่เหล็กยังเกิดขึ้นเมื่อกระแสไหลผ่านสารละลายอิเล็กโทรไลต์ โดยที่ตัวพาประจุจะมีไอออนที่มีประจุบวกและลบเคลื่อนที่เข้าหากัน

เนื่องจากกระแสไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนที่โดยตรงของอนุภาคที่มีประจุ เราจึงสามารถพูดได้ว่าสนามแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นโดยการเคลื่อนย้ายอนุภาคที่มีประจุทั้งบวกและลบ

ขอให้เราระลึกว่าตามสมมติฐานของแอมแปร์ กระแสวงแหวนเกิดขึ้นในอะตอมและโมเลกุลของสสารอันเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน

รูปที่ 85 แสดงให้เห็นว่าในแม่เหล็กถาวร กระแสวงแหวนปฐมภูมิเหล่านี้มีทิศทางในลักษณะเดียวกัน ดังนั้นสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นรอบๆ กระแสแต่ละอันจึงมีทิศทางเดียวกัน สนามแม่เหล็กเหล่านี้จะเสริมกำลังซึ่งกันและกัน โดยสร้างสนามแม่เหล็กขึ้นและรอบๆ แม่เหล็ก

ข้าว. 85. ภาพประกอบสมมติฐานของแอมแปร์

ในการแสดงสนามแม่เหล็กด้วยสายตา จะใช้เส้นแม่เหล็ก (เรียกอีกอย่างว่าเส้นสนามแม่เหล็ก) 1. ขอให้เราระลึกว่าเส้นแม่เหล็กเป็นเส้นจินตภาพซึ่งมีลูกศรแม่เหล็กขนาดเล็กวางอยู่ในสนามแม่เหล็ก

เส้นแม่เหล็กสามารถลากผ่านจุดใดก็ได้ในอวกาศที่มีสนามแม่เหล็กอยู่

รูปที่ 86 แสดงให้เห็นว่ามีการวาดเส้นแม่เหล็ก (ทั้งเส้นตรงและโค้ง) เพื่อให้ ณ จุดใดๆ บนเส้นนี้ เส้นสัมผัสกันเกิดขึ้นพร้อมกับแกนของเข็มแม่เหล็กที่วางอยู่ที่จุดนี้

ข้าว. 86. ณ จุดใด ๆ บนเส้นแม่เหล็ก ค่าแทนเจนต์จะตรงกับแกนของเข็มแม่เหล็กที่วาง ณ จุดนี้

เส้นแม่เหล็กปิดแล้ว ตัวอย่างเช่น รูปแบบของเส้นแม่เหล็กของตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าตรงประกอบด้วยวงกลมที่มีศูนย์กลางศูนย์กลางอยู่ในระนาบที่ตั้งฉากกับตัวนำ

จากรูปที่ 86 เห็นได้ชัดว่าทิศทางของเส้นแม่เหล็กที่จุดใดๆ เป็นไปตามอัตภาพเป็นทิศทางที่ระบุโดยขั้วเหนือของเข็มแม่เหล็กที่วาง ณ จุดนี้

ในพื้นที่พื้นที่ที่สนามแม่เหล็กแรงกว่า เส้นแม่เหล็กจะถูกดึงเข้ามาใกล้กันมากขึ้น กล่าวคือ มีความหนาแน่นมากกว่าในบริเวณที่สนามแม่เหล็กอ่อนกว่า ตัวอย่างเช่น ฟิลด์ที่แสดงในรูปที่ 87 จะแข็งแรงกว่าทางด้านซ้ายมากกว่าทางด้านขวา

ข้าว. 87. เส้นแม่เหล็กอยู่ใกล้กันมากขึ้นในบริเวณที่สนามแม่เหล็กแรงกว่า

ดังนั้น จากรูปแบบของเส้นแม่เหล็ก เราจึงสามารถตัดสินได้ไม่เพียงแค่ทิศทางเท่านั้น แต่ยังรวมถึงขนาดของสนามแม่เหล็กด้วย (นั่นคือ ณ จุดใดในอวกาศ สนามจะกระทำต่อเข็มแม่เหล็กด้วยแรงที่มากกว่า และแรงที่น้อยกว่า)

ลองพิจารณารูปภาพของเส้นสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กแถบถาวร (รูปที่ 88) จากหลักสูตรฟิสิกส์เกรด 8 ของคุณ คุณรู้ว่าเส้นแม่เหล็กออกจากขั้วเหนือของแม่เหล็กแล้วเข้าสู่ขั้วใต้ ภายในแม่เหล็กพวกมันถูกชี้นำจากขั้วใต้ไปทางทิศเหนือ เส้นแม่เหล็กไม่มีจุดเริ่มต้นหรือจุดสิ้นสุด: มีทั้งแบบปิดหรือแบบเส้นกลางในรูปคือเริ่มจากอนันต์ไปจนถึงอนันต์

ข้าว. 88. รูปภาพของสนามแม่เหล็กของแถบแม่เหล็กถาวร

ข้าว. 89. เส้นแม่เหล็กของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยตัวนำตรงที่มีกระแสไหลผ่าน

ภายนอกแม่เหล็ก เส้นแม่เหล็กจะอยู่ที่ขั้วของมันหนาแน่นที่สุด ซึ่งหมายความว่าสนามแม่เหล็กจะแข็งแกร่งที่สุดใกล้กับเสา และเมื่อมันเคลื่อนตัวออกจากเสา สนามก็จะอ่อนกำลังลง ยิ่งเข็มแม่เหล็กอยู่ใกล้ขั้วของแม่เหล็กมากเท่าใด แรงที่สนามแม่เหล็กกระทำต่อก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เนื่องจากเส้นแม่เหล็กมีความโค้ง ทิศทางของแรงที่สนามกระทำต่อลูกศรจึงเปลี่ยนจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งด้วย

ดังนั้นแรงที่สนามของแถบแม่เหล็กกระทำต่อเข็มแม่เหล็กที่วางอยู่ในสนามนี้อาจแตกต่างกันที่จุดต่าง ๆ ของสนาม ทั้งในขนาดและทิศทาง

สนามดังกล่าวเรียกว่าไม่เหมือนกัน เส้นของสนามแม่เหล็กที่ไม่สม่ำเสมอนั้นโค้งงอ ความหนาแน่นของมันจะแตกต่างกันไปในแต่ละจุด

อีกตัวอย่างหนึ่งของสนามแม่เหล็กที่ไม่สม่ำเสมอคือสนามรอบๆ ตัวนำตรงที่พากระแสไฟฟ้า รูปที่ 89 แสดงส่วนของตัวนำดังกล่าวที่ตั้งฉากกับระนาบของภาพวาด วงกลมแสดงถึงหน้าตัดของตัวนำ จุด หมายถึง กระแสน้ำพุ่งจากด้านหลังรูปวาดมาหาเรา เสมือนว่าเราเห็นปลายลูกศรบอกทิศทางของกระแสน้ำ (กระแสน้ำที่พุ่งจากเราด้านหลังรูปวาดจะมีเครื่องหมายกากบาท เหมือนกับว่าเราเห็นหาง ของลูกศรที่พุ่งไปตามกระแสน้ำ)

จากรูปนี้ เห็นได้ชัดว่าเส้นสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยตัวนำตรงที่มีกระแสไฟฟ้าเป็นวงกลมที่มีศูนย์กลางร่วมกัน ซึ่งระยะห่างระหว่างนั้นจะเพิ่มขึ้นตามระยะห่างจากตัวนำ

ในพื้นที่จำกัดบางแห่ง สามารถสร้างสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอได้ กล่าวคือ สนาม ณ จุดใดๆ ที่แรงบนเข็มแม่เหล็กมีขนาดและทิศทางเท่ากัน

รูปที่ 90 แสดงสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นภายในโซลินอยด์ - ขดลวดทรงกระบอกที่มีกระแส สนามภายในโซลินอยด์สามารถพิจารณาได้สม่ำเสมอถ้าความยาวของโซลินอยด์มากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างมีนัยสำคัญ (ด้านนอกโซลินอยด์สนามไม่เท่ากัน เส้นแม่เหล็กจะอยู่ที่ประมาณเดียวกันกับเส้นแม่เหล็กแถบ) จากรูปนี้จะเห็นได้ว่าเส้นแม่เหล็กของสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอนั้นขนานกันและมีความหนาแน่นเท่ากัน

ข้าว. 90. สนามแม่เหล็กของโซลินอยด์

สนามภายในแถบแม่เหล็กถาวรในส่วนตรงกลางนั้นมีความสม่ำเสมอเช่นกัน (ดูรูปที่ 88)

หากต้องการสร้างภาพสนามแม่เหล็ก ให้ใช้เทคนิคต่อไปนี้ หากเส้นของสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอตั้งฉากกับระนาบของภาพวาดและหันเหออกไปจากเราเหนือภาพวาด เส้นเหล่านั้นจะถูกแสดงด้วยไม้กางเขน (รูปที่ 91, a) และหากจากด้านหลังภาพวาดมาหาเรา มีจุด (รูปที่ 91, b) ดังเช่นในกรณีของกระแส กากบาทแต่ละอันเปรียบเสมือนหางที่มองเห็นได้ของลูกธนูที่บินออกไปจากเรา และจุดคือปลายของลูกธนูที่บินมาหาเรา (ทั้งสองรูปทิศทางของลูกธนูจะตรงกับทิศทางของแม่เหล็ก) เส้น)

ข้าว. 91. เส้นสนามแม่เหล็กตั้งฉากกับระนาบของการวาดภาพ: a - จากผู้สังเกต; b - ถึงผู้สังเกตการณ์

คำถาม

1. แหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กคืออะไร?
2. อะไรทำให้เกิดสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวร?
3. เส้นแม่เหล็กคืออะไร? อะไรคือสิ่งที่ยึดถือทิศทางของพวกเขา ณ จุดใด?
4. เข็มแม่เหล็กอยู่ในสนามแม่เหล็กซึ่งมีเส้นตรงอย่างไร ส่วนโค้ง?
5. 0 สิ่งที่สามารถตัดสินได้จากรูปแบบของเส้นสนามแม่เหล็ก?
6. สนามแม่เหล็กชนิดใด - เป็นเนื้อเดียวกันหรือไม่เป็นเนื้อเดียวกัน - เกิดขึ้นรอบแถบแม่เหล็ก รอบตัวนำตรงที่ส่งกระแสไฟฟ้า ภายในโซลินอยด์ที่มีความยาวมากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของมันอย่างมากหรือไม่
7. สิ่งที่สามารถพูดได้เกี่ยวกับขนาดและทิศทางของแรงที่กระทำต่อเข็มแม่เหล็กที่จุดต่าง ๆ ของสนามแม่เหล็กที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน สนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ?
8. อะไรคือความแตกต่างระหว่างตำแหน่งของเส้นแม่เหล็กในสนามแม่เหล็กที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันและสนามแม่เหล็กที่เป็นเนื้อเดียวกัน?

แบบฝึกหัดที่ 31

1 ในมาตรา 37 จะมีการให้ชื่อและคำจำกัดความที่ชัดเจนยิ่งขึ้นของบรรทัดเหล่านี้