Тема уроку. Магнітний потік.

Мета: Формувати поняття магнітного потоку. Навчити учнів якісно визначати магнітний потік через контури різної площі в тому самому і в різних магнітних полях. Встановити зв'язок магнітного потоку з числом ліній магнітної індукції, що пронизує контур.

Обладнання: Таблиці, транспаранти. Моделі контурів.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Хід уроку

І. Актуалізація опорних знань.

Питання до класу:

1. Які взаємодії називають магнітними?

2. Вкажіть основні властивості магнітного поля.

3. Сформулюйте правило свердлика.

4. Що називається лініями магнітної індукції?

5. Яке поле називається однорідним?

6. В чому полягає особливість ліній магнітної індукції?

7. Яке поле називається вихровим?

8. Чим вихрове поле відрізняється від потенціального?

II. Виклад нового матеріалу

На провідник з струмом в магнітному полі діє сила, тому під час руху провідника виконується певна механічна робота. Саме ця робота магнітних полів по переміщенню провідників з струмом використовується в електродвигунах і у багатьох приладах. Тому важливо вияснить, як можна вичислити роботу переміщення провідника з струмом магнітними силами.

Нехай провідник з струмом довжиною l переміщуються поступово в однорідному магнітному полі з індукцією В паралельно самому собі на віддалі d і переходить з положення 1 в положення 2 (мал.1). Напрям магнітної індукції В будемо рахувати перпендикулярним до l і d. В цьому випадку на провідник діє сила , і роботу виконану силоюF, можна обчислити за формулою: . Доданокld — площа, описана провідником під час його руху (мал.1 заштрихована). Позначивши її через ∆S, отримаємо:

(1)

Якщо індукціяВ направлена до площі ∆S під кутом (мал.2), то її завжди можна розділити на складову перпендикулярну до∆Sі складовупаралельну∆S. Оскільки сила Ампера завжди перпендикулярна індукції поля, то складова сприяє появі сили, перпендикулярнійd, і робота цієї сили буде рівна нулю. Тому

(2)

де.

Отримані формули можна спростити, вводячи ще одну дуже важливу характеристику магнітного поля — магнітний потік, або потік магнітної індукції.

У випадку однорідного магнітного поля магнітним потіком Ф через площадку S, розташовану перпендикулярно до ліній індукції, називають величину, рівну добутку магнітної індукції В на площу S:

(3)

Якщо магнітна індукція В не перпендикулярна до площі S (мал.3), то магнітний потік рівний:

(4)

Використовуючи (3), виведемо одиницю вимірювання магнітного потоку: одиниця магнітного потоку = 1 Тл X 1 м² = 1 вебер (Вб).

Вернемося до (1). Її можна записати:

(5)

де — магнітний потік через контур при початковому положенні провідникаl, а — магнітний потік через еонтур в кінці переміщення провідникаl. Тоді формулу роботи запишемо:

(6)

Таким чином, робота магнітних сил рівна добутку сили струму на зміни магнітного потоку через контур, обмежений провідником.

Нагадаємо, що (6) можна використовувати і для рахунку роботи магнітних сил у випадку повороту рамки з струмом (контура) в магнітному полі.