Мы знаем из опыта, что магниты притягивают железо и другие магниты. Вокруг них существует магнитное поле . При попадании в это поле замкнутого проводящего контура, в нем возможно возникновение электрического тока , то есть, возникновение электрического поля.

Это явление известно и называется электромагнитной индукцией . Однако возникает ряд вопросов. Отличается ли возникшее электрическое поле от поля неподвижных зарядов? Какую роль играет проводник, то есть возникает ли электрическое поле только в поднесенном к магниту проводнике? Или же это поле существует независимо от посторонних объектов, наряду с магнитным?

Ответы на эти вопросы дал английский ученый Джеймс Максвелл, создав теорию электромагнитного поля. В девятом классе этот вопрос изучается только в общих чертах, но на достаточно глубоком уровне, чтобы ответить на вышезаданные вопросы.

Итак, что говорит по поводу электромагнитного поля физика?

Доказано теоретически и практически, что меняющееся со временем магнитное поле порождает переменное электрическое поле, а меняющееся со временем электрическое поле служит источником возникновения магнитного поля. Вот эти меняющиеся поля вместе образуют общее единое электромагнитное поле.

Источник электромагнитного поля это ускоренно движущиеся электрические заряды . Электроны, вращаясь вокруг ядер атомов , движутся с ускорением, соответственно, они порождают вокруг себя это самое электромагнитное поле.

Когда электроны двигаются в проводнике, образуя электрический ток, то они все время движутся с ускорением, так как при этом колеблются, то есть все время меняют направление своего движения. Слабой связью электронов с ядрами и их способностью свободно перемещаться внутри вещества, и обусловлено существование электромагнитного поля в проводниках.

В непроводниках электроны намного сильнее связаны с ядрами атомов, поэтому они не могут свободно перемещаться внутри вещества, а электромагнитные поля, создаваемые ими, компенсируются положительно заряженными ядрами атомов, поэтому вещества остаются нейтральными и не проводят ток.

Однако электромагнитные поля каждого отдельного электрона и протона существуют все равно и ничем не отличаются от таких же полей в проводниках. Поэтому непроводники способны намагничиваться, как например, волосы от расчески, а потом биться током. Это происходит, когда в результате трения некоторая часть электронов все же покидает атомы и образуются ничем не компенсированные заряды.

Теперь мы можем уверенно ответить на заданные выше вопросы. Электрическое поле покоящихся или движущихся зарядов, а также поле, полученное в результате электромагнитной индукции, ничем не отличаются друг от друга.

Вокруг магнита существует общее электромагнитное поле, электрическая составляющая которого существует независимо от того, есть ли рядом проводник или нет. Проводник, попадая в такое поле, фактически является лишь индикатором электрического поля, а показания проводника как индикатора это возникающий в нем электрический ток.

Основные понятия : магнитное поле, опыт Эрстеда, магнитные линии.

Чтобы изучить магнитное действие электрического тока, воспользуемся магнитной стрелкой. У магнитной стрелки есть два полюса: северный и южный . Линию, соединяющую полюсы магнитной стрелки, называют ее осью .

Рассмотрим опыт, показывающий взаимодействие проводника с током и магнитной стрелки. Такое взаимодействие впервые обнаружил в 1820 г. датский ученый Ханс Кристиан Эрстед (рис.1). Его опыт имел большое значение для развития учения об электромагнитных явлениях.

Рис.1. Ханс Кристиан Эрстед.

Расположим проводник, включенный в цепь источника тока, над магнитной стрелкой параллельно ее оси (см. рис.2).

Рис.2. Опыт Эрстеда.

При замыкании цепи магнитная стрелка отклоняется от своего первоначального положения. При размыкании цепи магнитная стрелка возвращается в свое начальное положение. Это означает, что проводник с током и магнитная стрелка взаимодействуют друг с другом.

Выполненный опыт наводит на мысль о существовании вокруг проводника с электрическим током магнитного поля . Оно действует на магнитную стрелку, отклоняя ее.

Магнитное поле существует вокруг любого проводника с током, т.е. вокруг движущихся электрических зарядов. Электрический ток и магнитное поле неотделимы друг от друга.

Таким образом, вокруг неподвижных электрических зарядов существует только электрическое поле, вокруг движущихся зарядов, т.е. электрического тока, существует и электрическое , и магнитное поле . Магнитное поле появляется вокруг проводника, когда в последнем возникает ток, поэтому ток следует рассматривать как источник магнитного поля. В этом смысле надо понимать выражения «магнитное поле тока» или «магнитное поле, созданное током».

Существование магнитного поля вокруг проводника с электрическим током можно обнаружить различными способами. Один из таких способов заключается в использовании мелких железных опилок.

В магнитном поле опилки - маленькие кусочки железа - намагничиваются и становятся магнитными стрелочками. Ось каждой стрелочки в магнитном поле устанавливается вдоль направления действия сил магнитного поля.

На рисунке 3 изображена картинка магнитного поля прямого проводника с током. Для получения такой картины прямой проводник пропускают сквозь лист картона. На картон насыпают тонкий слой железных опилок, включают ток и опилки слегка встряхивают. Под действием магнитного поля тока железные опилки располагаются вокруг проводника не беспорядочно, а по концентрическим окружностям.

Рис.3. Магнитные линии прямого тока.

Магнитные линии - это линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются оси маленьких магнитных стрелок. Направление, которое указывает северный полюс магнитной стрелки в каждой точке поля, принято за направление магнитной линии.

Цепочки, которые образуют в магнитном поле железные опилки, показывают форму магнитных линий магнитного поля. Магнитные линии магнитного поля тока представляют собой замкнутые, концентрические окружности.

С помощью магнитных линий удобно изображать магнитные поля графически. Так как магнитное поле существует во всех точках пространства, окружающего проводник с током, то через любую точку можно провести магнитную линию .

На рисунке 3,апоказано расположение магнитных стрелок вокруг проводника с током. (Проводник расположен перпендикулярно плоскости чертежа, ток в нем направлен от нас, что условно обозначено кружком с крестиком.) оси этих стрелок устанавливаются вдоль магнитных линий магнитного поля прямого тока. При изменении направления тока в проводнике все магнитные стрелки поворачиваются на 180 0 (рис. 3,б; в этом случае ток в проводнике направлен к нам, что условно обозначено кружком с точкой.) Из этого опыта можно заключить, что направление магнитных линий магнитного поля тока связано с направлением тока в проводнике .

Магнитное поле прямого тока. Магнитные линии. ()

Перейти к конспектов за 8 класс.

Домашнее задание по этой теме:

А.В. Перышкин, Е.М. Гутник,Физика 9, Дрофа, 2006: § 56, § 57.

«Проводники в электрическом поле диэлектрики в электрическом поле» - Диэлектриками называются материалы, в которых нет свободных электрических зарядов. Поляризация диэлектриков. Диэлектрики. Применение диэлектриков. По принципу суперпозиции полей напряжённость внутри проводника равна нулю. Тема: «Проводники и диэлектрики в электрическом поле». Заряды площадок равны. Существует три вида диэлектриков: полярные, неполярные и сегнетоэлектрики.

«На поле Куликовом» - И мы стоим безмолвною стеною, Сжав кулаки. И лилась кровь как вода. А автора шедевра добрым словом – Нам непременно надо помянуть. А щеты московские… а мечи булатные… С утра туман накрыл нас тишиною, Замолкли даже кулики. Васнецов «После побоища». Вавилов «Поединок Пересвета с Челубеем». А пред картиною, уверен, не случайно, Душа не может не затрепетать!

«Заряд электрического поля» - В какой точке поля потенциал меньше? 1) 1 2) 2 3) 3 4) Во всех точках поля потенциал одинаков. Незаряженная капля жидкости разделилась на две части. В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной. В электрическое поле напряженностью 200 Н/Кл внесли заряд 10-7 Кл. Отрицательный.

«Вихревое электрическое поле» - Вихревое электрическое поле. Вихревое поле. Индукционное электрическое поле является вихревым. Электрическое поле- вихревое поле. Причина возникновения электрического тока в неподвижном проводнике - электрическое поле. Электрическое поле.

«Поле» - Стебель прямой, ветвистый, высотой 20 - 50 см, покрытый, как и листья, мягкими волосками. Василёк. Среда обитания: Под землей на лугах, в полях и лесах. Бобр. Загадка: Через поля, через луга встала нарядная дуга? Ареал обитания: Северная Америка, Сев. и Центр. Прогулка по полю. Крот – мелкое млекопитающее с большим аппетитом.

«Куликовская битва в Москве» - Вспомните крутой спуск к высотному зданию у Яузских ворот. Что на Куликовом поле войска Дмитрия Донского сражались не со степными кочевниками. Отсюда - и ДОН, ДОНСКАЯ, т. е. НИЗОВАЯ область. Толковый Словарь В. Даля). Здесь же - улица Солянка, называвшаяся раньше также КУЛИЖКИ, т. е. Кулишки. О том, что не было в то время на Руси никаких завоевателей.