Повторение темы "Электромагнитные явления" (Ерюткин Е.С.)

1. Задача №1. Магнитные  линии

На каком из ри­сун­ков пра­виль­но изоб­ра­же­ны по­лю­сы маг­ни­тов (см. рис. 1)?

Рис. 1. По­лю­сы маг­ни­тов

Чтобы пра­виль­но от­ве­тить на во­прос, нужно вспом­нить, что такое маг­нит­ные линии. Маг­нит­ны­ми ли­ни­я­ми для по­сто­ян­но­го маг­ни­та на­зы­ва­ют­ся линии, ко­то­рые на­чи­на­ют­ся на се­вер­ном маг­нит­ном по­лю­се и за­кан­чи­ва­ют­ся на южном, вне са­мо­го маг­ни­та. Внут­ри маг­ни­та эти линии за­мы­ка­ют­ся, но уже на­прав­ле­ны от юж­но­го по­лю­са к се­вер­но­му маг­нит­но­му по­лю­су.

На пер­вом ри­сун­ке линии на­прав­ле­ны на­о­бо­рот: от юж­но­го по­лю­са к се­вер­но­му, сле­до­ва­тель­но, здесь по­лю­сы маг­ни­тов изоб­ра­же­ны непра­виль­но. На вто­ром ри­сун­ке то же самое: линии на­прав­ле­ны от юж­но­го по­лю­са к се­вер­но­му, вне маг­ни­та. По­это­му в дан­ном слу­чае тоже изоб­ра­же­ние по­лю­сов непра­виль­ное. На тре­тьем ри­сун­ке линии на­прав­ле­ны от се­вер­но­го маг­нит­но­го по­лю­са к юж­но­му, зна­чит, этот ответ и будет пра­виль­ным. Чет­вер­тый ответ здесь пред­став­лен для того, чтобы нас сму­тить. Здесь, по всей ве­ро­ят­но­сти, име­лись в виду два ка­ких-то оди­на­ко­вых по­лю­са.

Можно от­ме­тить, что пра­виль­ным от­ве­том в дан­ном слу­чае будет ва­ри­ант 3, где вне маг­ни­та маг­нит­ные линии на­прав­ле­ны от се­вер­но­го маг­нит­но­го по­лю­са к юж­но­му.

По­про­буй­те са­мо­сто­я­тель­но от­ве­тить на такой во­прос: в какой из этих точек дей­ствие маг­ни­та самое силь­ное, а в каких – самое ма­лень­кое (см. рис. 2)?

Рис. 2. Маг­нит и точки

Ре­шить эту за­да­чу можно, вспом­нив, как рас­пре­де­ля­ют­ся маг­нит­ные линии в про­стран­стве возле по­сто­ян­но­го маг­ни­та.

Вто­рая за­да­ча свя­за­на с маг­нит­ным полем, с элек­тро­маг­нит­ны­ми яв­ле­ни­я­ми и с ка­туш­кой, по ко­то­рой про­те­ка­ет элек­три­че­ский ток.

2. Задача №2. Электромагнит

Как можно уси­лить маг­нит­ное поле ка­туш­ки с током?

А. Уве­ли­чить силу тока в ка­туш­ке.

Б. Уве­ли­чить  число вит­ков ка­туш­ки.

В. Вне­сти внутрь ка­туш­ки же­лез­ный сер­деч­ник.

Г. Все ва­ри­ан­ты от­ве­та верны.

Мы знаем, что ка­туш­ка, внутрь ко­то­рой по­ме­щен сер­деч­ник, на­зы­ва­ет­ся элек­тро­маг­ни­том. Таким об­ра­зом, А, Б, и В – это пра­виль­ные от­ве­ты. Зна­чит, пра­виль­ный ответ – ва­ри­ант Г.

3. Электроизмерительные инструменты

Су­ще­ству­ют элек­тро­из­ме­ри­тель­ные при­бо­ры – ам­пер­мет­ры, вольт­мет­ры – для того чтобы ре­ги­стри­ро­вать на­ли­чие и опре­де­лять зна­че­ние фи­зи­че­ских ве­ли­чин силы тока и на­пря­же­ния. Есть и дру­гие элек­тро­из­ме­ри­тель­ные при­бо­ры, ко­то­рые дают воз­мож­ность опре­де­лить дру­гие ве­ли­чи­ны. На­при­мер, со­про­тив­ле­ние. Такой при­бор на­зы­ва­ет­ся ом­метр. В ос­но­ве элек­тро­из­ме­ри­тель­ных при­бо­ров лежит элек­тро­маг­нит­ное яв­ле­ние – вза­и­мо­дей­ствие элек­три­че­ско­го тока, про­те­ка­ю­ще­го по рамке (по ка­туш­ке) и маг­нит­но­го поля по­сто­ян­но­го маг­ни­та. Да­вай­те по­смот­рим на ри­сун­ке, как все ра­бо­та­ет (см. рис. 3).

Рис. 3. Схема устрой­ства элек­тро­из­ме­ри­тель­ных при­бо­ров

Между по­лю­са­ми по­сто­ян­но­го маг­ни­та или элек­тро­маг­ни­та рас­по­ла­га­ет­ся лег­кая ка­туш­ка К, внут­ри ко­то­рой на­хо­дит­ся непо­движ­ный же­лез­ный сер­деч­ник. Ка­туш­ка рас­по­ло­же­на го­ри­зон­таль­но. Ток в нее по­сту­па­ет по ме­тал­ли­че­ским пру­жин­кам П. При от­сут­ствии тока пру­жин­ки удер­жи­ва­ют ка­туш­ку в го­ри­зон­таль­ном по­ло­же­нии, а при­креп­лен­ную к ней стрел­ку – на ну­ле­вом де­ле­нии шкалы.

4. Устройство амперметра

Устрой­ство ам­пер­мет­ра

По­смот­рим, как это ра­бо­та­ет на при­бо­ре, ко­то­рый на­зы­ва­ет­ся ам­пер­мет­ром (см. рис. 4).

Рис. 4. Ам­пер­метр

Ос­нов­ная часть ам­пер­мет­ра – рамка. Она на­хо­дит­ся на же­лез­ном сер­деч­ни­ке, где укреп­ле­на стрел­ка, ко­то­рая будет по­ка­зы­вать ре­зуль­та­ты из­ме­ре­ния. Об­ра­тим вни­ма­ние на то, что в этом при­бо­ре ис­поль­зу­ет­ся не по­сто­ян­ный маг­нит, а элек­тро­маг­нит. В дан­ном слу­чае ма­лень­кий элек­тро­маг­нит (рамка с сер­деч­ни­ком) будет вра­щать­ся в поле боль­шо­го элек­тро­маг­ни­та, со­зда­ю­ще­го внеш­нее маг­нит­ное поле.

Вопросы к конспектам