Физика · конспекты
★0
Физика › 8 класс › Электромагнитные явления

Тема 51Магнитное поле катушки с током

★★★
Термины темы — найди их в тексте:КатушкаЭлектромагнитполосового магнитасеверный и южный полюсыпо току в виткахвнутрисеверныйЧисло витковСила токаЖелезный сердечник
Определение

Катушка (соленоид) — много витков провода, намотанных вплотную на каркас из диэлектрика.

Катушка из медного провода
Катушка из медного провода Иллюстрация: light-fizika.ru

При пропускании тока вокруг катушки возникает магнитное поле. Магнитные стрелки у её концов поворачиваются так же, как у полюсов магнита.

Стрелки у концов катушки с током
Стрелки у концов катушки с током Иллюстрация: light-fizika.ru
Закон

Магнитное поле катушки с током похоже на поле полосового магнита: у катушки есть северный и южный полюсы на торцах. Внутри катушки линии почти параллельны, снаружи — замыкаются от N к S.

Линии поля катушки с током такие же, как у полосового магнитаЛинии поля катушки с током такие же, как у полосового магнита
Линии поля катушки с током такие же, как у полосового магнита Иллюстрация: light-fizika.ru

Где северный полюс?

Правило правой руки для катушки

Обхватите катушку правой рукой так, чтобы четыре пальца шли по току в витках, — отставленный большой палец покажет направление линий поля внутри катушки, то есть на её северный полюс.

Правило правой руки для прямого тока и для катушки
Правило правой руки для прямого тока и для катушки Иллюстрация: light-fizika.ru
Определите полюсы катушек по направлению тока
Определите полюсы катушек по направлению тока Иллюстрация: light-fizika.ru

От чего зависит магнитное действие катушки

  • Число витков: больше витков — сильнее поле.
  • Сила тока: больше ток — сильнее поле (регулируют реостатом).
  • Железный сердечник внутри катушки многократно усиливает поле.
Катушка с бо́льшим числом витков действует сильнее
Катушка с бо́льшим числом витков действует сильнее Иллюстрация: light-fizika.ru
Больше ток — больше гвоздиков притягивается. С сердечником — ещё большеБольше ток — больше гвоздиков притягивается. С сердечником — ещё больше
Больше ток — больше гвоздиков притягивается. С сердечником — ещё больше Иллюстрация: light-fizika.ru
Определение

Электромагнит — катушка с железным сердечником.

Образ для запоминания

Катушка с током — «магнит с выключателем». Три ручки «громкости» её поля: витки, ток, сердечник. А полюс находим правой рукой: «пальцы — по току, большой — на север».

⚗ Мини-опыт

Меняйте силу тока, число витков, вставьте железный сердечник. Сколько гвоздиков удерживает катушка в каждом случае? Поменяйте направление тока — какой конец катушки стал северным?

▶ Симуляция PhET

На вкладке «Электромагнит» меняйте число витков и напряжение батареи. Следите за силой поля с помощью измерителя поля и компаса.

Магниты и электромагнитыОткрыть ↗

Симуляция: PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, лицензия CC BY-NC 4.0 (phet.colorado.edu); русский перевод интерфейса.

? Проверь себя

Ответь, не подглядывая в конспект: вспоминать — лучший способ запомнить.

1На поле какого магнита похоже поле катушки с током?
У катушки на концах — северный и южный полюсы.
2Что из перечисленного не усилит поле катушки?
Поле зависит от числа витков, тока и сердечника.
3Что произойдёт с полюсами катушки, если изменить направление тока?
Изменится направление поля.

✎ Задачи

А Уровень А по образцу: одна формула, один шаг

  1. На что похоже магнитное поле катушки с током?

    Ответ

    На поле полосового магнита.

    Как получилось?

  2. Назовите три способа усилить магнитное действие катушки.

    Ответ

    Увеличить силу тока, число витков, вставить железный сердечник.

    Как получилось?

  3. Что произойдёт с полюсами катушки, если поменять направление тока?

    Ответ

    Они поменяются местами.

    Как получилось?

  4. Что называют электромагнитом?

    Ответ

    Катушку с железным сердечником.

    Как получилось?

  5. Как взаимодействуют две катушки с токами, обращённые друг к другу одноимёнными полюсами?

    Ответ

    Отталкиваются.

    Как получилось?

Б Уровень Б сам: несколько шагов, перевод единиц

  1. Как определить полюсы катушки, зная направление тока в витках?

    Ответ

    По правилу правой руки: пальцы — по току в витках, большой палец указывает на северный полюс.

    Как получилось?

  2. Лёгкую катушку с током подвесили на нитях. Как она расположится?

    Ответ

    Как стрелка компаса — своей осью вдоль направления север — юг.

    Как получилось?

  3. Почему железный сердечник усиливает поле катушки?

    Ответ

    Железо намагничивается в поле катушки, и его собственное поле складывается с полем тока.

    Как получилось?

↻ Закрепи

Карточки терминов

Нажми на карточку — она перевернётся. «Знаю» — карточка вернётся на повторение позже (через сутки, неделю, месяц), «Повторить» — скоро снова.

Катушка (соленоид)
Много витков провода, намотанных вплотную на каркас из диэлектрика.
Электромагнит
Катушка с железным сердечником.
Поле катушки с током
Как у полосового магнита: N и S на концах.
Правило правой руки для катушки
Пальцы — по току в витках, большой палец — на северный полюс.
Магнитное действие катушки растёт при
Увеличении тока, числа витков, с железным сердечником.

Экспресс-карта

Возьми лист и за 3 минуты нарисуй по памяти карту темы: в центре — тема, ветви — главные идеи, на ветвях — термины. Потом сравни.