Навчально-методичні завдання:
1 (УЗЗ). Підготувати комп’ютерну презентацію на тему «Правило Буравчика».
2 (П). Спроектувати та підготувати розгорнутий план-конспект уроку фізики «Магнітне поле рухомих зарядів».
3 (УЗЗ). Провести демонстраційний експеримент, обернений до досліду Ерстеда.
4 (ПВЗ). Продемонструвати дослід «Картина силових ліній магнітного поля колового витка струму».
5 (УЗЗ). Провести порівняння гравітаційного і магнітного полів у вигляді таблиці. Навести експериментальне підтвердження цього.
6 (УЗЗ). Продовжити. «Магнітне поле виникає навколо будь-якого провідника незалежно від його форми за умови, що в провіднику проходить електричний струм.
У електротехніці ми маємо справу з різного роду котушками, що складаються з ряду витків. Для вивчення магнітного поля котушки розглянемо спочатку, яку форму має магнітне поле одного витка…».
3.8.1. Магнітне поле прямолінійного струму і кругового витку. Правило буравчика
Якщо проходить у провіднику електричний струм, то створюється магнітне поле. Щоб дізнатися, у який бік відхилиться магнітна стрілка (дослід Ерстеда), застосовують правило правої руки.
Рис. 3.26. Правило правої руки
Магнітне поле прямолінійного провідника має форму концентричних кіл. Якщо розташувати над провідником праву руку долонею вниз так, щоб струм як би виходив з пальців, то відігнутий великий палець вкаже на північний полюс магнітної стрілки.
Таке поле називається круговим магнітним полем.
Напрям силових ліній кругового поля залежить від напрямку електричного струму в провіднику і визначається, так званим, правилом буравчика. Якщо свердлик подумки угвинчувати за напрямом струму, то напрямок обертання його ручки буде співпадати з напрямом магнітних силових ліній поля. Застосовуючи це правило, можна дізнатися напрям струму в провіднику, якщо відомо напрямок силових ліній поля, створеного цим струмом.
Повертаючись до досліду з магнітною стрілкою, можна переконатися в тому, що вона завжди розташовується своїм північним кінцем у напрямку силових ліній магнітного поля.
Отже, навколо прямолінійного провідника, уздовж якого проходить електричний струм, виникає магнітне поле. Воно має форму концентричних кіл і називається круговим магнітним полем.
3.8.2. Магнітне поле рухомих зарядів
Досліди свідчать, що на нерухомий заряд q магнітне поле не діє, а на рухомий — діє у напрямку, що визначається правилом лівої руки.
Дію магнітного поля на провідник з струмом, тобто існування сили Ампера, голландський вчений Лоренц пояснив тим, що магнітне поле діє на рухомі заряди в провіднику з струмом. Це означає, що сила Ампера є сумою сил, що діють на рухомі заряди (електрони і іони).
Сила, з якою магнітне поле діє на один рухомий заряд називається силою Лоренца.
Напрям сили Лоренца визначають за правилом лівої руки (рис. 3.27). Якщо ліву руку розмістити так, щоб силові лінії входили в долоню, а чотири пальці спрямовані в напрямку руху заряду якщо він позитивний і проти руху заряду якщо він негативний, тоді відведений великий палець вкаже напрям сили Лоренца.
Рис. 3.27. Напрям сили Лоренца
