Магнитное поле и его графическое изображение. Неоднородное и однородное магнитное поле

Введение

Магнитные явления окружают человека повсюду: в электродвигателях, динамиках, компасах, электрических приборах и линиях электропередачи. Все эти устройства работают благодаря существованию магнитного поля. Изучение магнитного поля позволяет понять, как взаимодействуют магниты, электрические токи и движущиеся заряды. В курсе физики 9 класса магнитное поле рассматривается как особая форма материи, которая передаёт магнитное взаимодействие.

Важно не только знать, что магнитное поле существует, но и уметь изображать его графически, различать однородные и неоднородные магнитные поля, а также понимать, как они проявляются в природе и технике.

Магнитное поле. Как создаётся и как действует?

Магнитное поле — это особый вид материи, существующий вокруг магнитов, проводников с электрическим током и движущихся электрических зарядов. Магнитное поле нельзя увидеть напрямую, но его существование подтверждается действием на магниты, железные предметы и проводники с током.

Магнитное поле действует:

• на постоянные магниты;

• на проводники с электрическим током;

• на движущиеся электрические заряды.

Если поместить магнитную стрелку в магнитное поле, она поворачивается и устанавливается определённым образом. Это показывает, что в данной точке пространства действует магнитное поле.

Линии магнитного поля. Графическое изображение

Для наглядного представления магнитного поля используют линии магнитного поля (магнитные силовые линии). Это воображаемые линии, которые показывают направление магнитного поля в каждой точке пространства.

Свойства линий магнитного поля:

• линии замкнуты и не имеют начала и конца;

• вне магнита линии выходят из северного полюса и входят в южный;

• чем гуще линии, тем сильнее магнитное поле;

• линии магнитного поля не пересекаются.

Графическое изображение магнитного поля помогает сравнивать поля разных источников и понимать их свойства.

Однородное и неоднородное магнитные поля

В зависимости от того, как изменяется магнитное поле в пространстве, различают однородное и неоднородное магнитные поля.

Однородное магнитное поле — это поле, в котором сила магнитного воздействия во всех точках одинакова по модулю и направлению.
Неоднородное магнитное поле — это поле, в котором магнитное воздействие изменяется от точки к точке.

Сравнение однородного и неоднородного магнитных полей

Примеры магнитных полей

Магнитное поле постоянного магнита является неоднородным: вблизи полюсов оно сильнее, чем на удалении от них. Поле прямолинейного проводника с током также неоднородно и имеет вид концентрических окружностей.

Однородное магнитное поле можно получить внутри длинной катушки с током (соленоида), если число витков велико, а длина катушки значительно больше её диаметра. В таком поле линии магнитного поля параллельны и равномерно распределены.

Значение изучения магнитных полей

Понимание свойств магнитного поля необходимо для изучения:

• работы электродвигателей;

• действия генераторов электрического тока;

• принципов работы магнитных датчиков;

• взаимодействия электрических токов.

Изучение магнитного поля является важным этапом перехода от механики к электродинамике.

Вопросы для самопроверки

1. Что называют магнитным полем?

2. Какие источники создают магнитное поле?

3. Как магнитное поле обнаруживается экспериментально?

4. Что показывают линии магнитного поля?

5. Перечислите основные свойства линий магнитного поля.

6. Чем отличается однородное магнитное поле от неоднородного?

7. Приведите примеры однородного и неоднородного магнитных полей.

8. Почему магнитные линии не пересекаются?