«Магнитный поток»

Тема: «Магнитный поток»

Цель урока: ввести определение магнитного потока.

Ход урока

1. Проверка домашнего задания, повторение.

1. Как называется и каким символом обозначается векторная величина, которая служит количественной характеристикой магнитного поля? (Магнитная индукция – это векторная величина, характеризующая магнитное поле и обозначается символом ).

2. По какой формуле определяется модуль вектора магнитной индукции однородного магнитного поля? (Модуль вектора магнитной индукции определяется как отношение модуля силы, действующей на расположенный перпендикулярно магнитным полям проводник с током к силе тока и его длине. В = ).

3. Что принимается за единицу магнитной индукции? Как называется эта единица? (В системе СИ: 1 Тл (тесла – в честь югославского электротехника Николы Тесла)

4. В каком случае магнитное поле называется однородным, а в каком – неоднородным? (Магнитное поле однородно, если во всех его точках магнитная индукция постоянна. В противном случае магнитное поле неоднородно).

5. Что называется линиями магнитной индукции? (Линиями магнитной индукции называются линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с направлениями вектора магнитной индукции).

6. Как зависит сила, действующая в данной точке магнитного поля на магнитную стрелку или движущийся заряд, от магнитной индукции в этой точке? (Сила, действующая на магнитную стрелку или движущийся заряд в магнитном поле, будет тем больше, чем больше модуль вектора магнитной индукции в данной точке поля. F = B ∙I∙ L)

7. Сформулируйте правило буравчика. (Если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением линий магнитного поля тока).

8. Сформулируйте правило левой руки. (Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитного поля входили в ладонь перпендикулярно к ней, а четыре пальца были направлены по току, то отставленный большой палец покажет направление действующей на проводник силы).

9. Сформулируйте правило правой руки. (Если соленоид обхватить ладонью правой руки, направив четыре пальца по направлению тока в витках, то отставленный большой палей покажет направление линий магнитного поля внутри соленоида).

II. Основной материал

1. Понятие магнитного потока (Ф). (см.рис. 122 а. стр. 159 учебника)

2. Зависимость магнитного потока, пронизывающего контур, от индукции магнитного поля (см.рис. 122 а,б. стр. 159 учебника)

• от площади контура (см.рис. 122 а, в. стр. 159 учебника);

• от ориентации контура в магнитном поле (см.рис.122 а,г. стр. 159 учебника)

Для объяснения опытов, которые будут проводиться в дальнейшем, нам необходимо ввести еще одну физическую величину – магнитный поток или поток вектора магнитной индукции: Ф.

Введем магнитный поток, пронизывающий контур, как величину, пропорциональную модулю вектора индукции магнитного поля В и площади контура S: Ф = B∙ S. Кроме того, будем считать, что магнитный поток зависит от ориентации контура по отношению к линиям магнитной индукции: чем больше линий магнитной индукции пронизывает контур, тем больше будет и магнитный поток.

Здесь необходимо немного отвлечься и вспомнить о том, что под словом «поток» понимают в обыденной жизни. Поток воды, поток воздуха. Возьмем кусок плотной бумаги с отверстием в одну руку. Подуем в отверстие, подставив другую руку с обратной стороны листа. Сильнее подуем – больше поток воздуха. Будем дуть с такой же силой, но часть отверстия прикроем – поток уменьшится. И, наконец, если плоскость листа поставим параллельно направлению потока выдуваемого воздуха, ваша вторая рука практически не почувствует влияния воздушного потока.

Аналогично дело обстоит и с магнитным потоком. При усилении магнитного поля количество силовых линий возрастает, следовательно, возрастает и магнитный поток.

∙

Уменьшение площади контура при неизменной магнитной индукции магнитного поля приводит к уменьшению числа линий, пронизывающих контур и, следовательно, к уменьшению Ф.

Поворот контура также приводит к изменению числа линий, пронизывающих замкнутый контур.

Если же плоскость контура параллельна линиям магнитной индукции, то поток сквозь него равен нулю: Ф = 0.

При повороте рамки вокруг оси, направленной параллельно линиям магнитной индукции, магнитный поток также равен нулю.

Вывод: магнитный поток, пронизывающий площадь контура, меняется при изменении модуля вектора магнитной индукции , площади контура S и при вращении контура, то есть при изменении его ориентации по отношению к линиям индукции магнитного поля.

III. Закрепление изученного

- Вода в ручейке и в реке течет с одинаковой скоростью. В каком случае больше поток воды через решето, поставленное перпендикулярно течению? (Одинаковое)

- Всегда ли уменьшается магнитный поток при вращении рамки (контура) (Да)

- При неизменной ориентации рамки индукцию магнитного поля увеличили в 2 раза, а площадь уменьшили в 4 раза. Как изменится магнитный поток сквозь рамку? Ф = 2.

- Площадь рамки, плоскость которой параллельна линиям магнитной индукции, увеличили в 3 раза. Как изменился магнитный поток сквозь рамку? Ф = 0.

- Отчего зависит магнитный поток, пронизывающий площадь плоского контура, помещенного в однородное магнитное поле? (Зависит от модуля вектора магнитной индукции, площади контура и ориентации контура по отношению к направлению магнитных линий)

- Как меняется магнитный поток при увеличении в n раз магнитной индукции, если не площадь, ни ориентация контура не меняются? (Увеличивается в n раз, поскольку магнитный поток прямо пропорционален модулю вектора магнитной индукции).

IV. Домашнее задание

1. Изучить материал § 48

2. Выполнить письменно упражнение 38. (Магнитный поток, пронизывающий катушку К₂ можно менять путем изменения взаимной ориентации катушек и изменением силы тока реостатом R или замыканием-размыканием ключа К).

3. Ответить на вопросы микротеста:

Магнитный поток через замкнутую рамку, помещенную в однородное магнитное поле, зависит:

а) только от модуля вектора магнитной индукции;

б) только от площади витка и угла между ветром магнитной индукции и плоскостью рамки;

в) только от площади рамки;

г) от всех факторов, перечисленных выше.