Магнитный поток физика: Магнитный поток — Википедия – Магнитный поток и электромагнитная индукция: физические формулы

Физика 9 кл. Магнитный поток

Физика 9 кл. Магнитный поток

 

1. Что такое магнитный поток?

Проволочный контур площадью S помещен в однородное магнитное поле.

Контур в магнитном поле пронизывается каким-то числом линий магнитной индукции этого магнитного поля, т.е.потоком вектора магнитной индукции.
В этом случае говорят , что контур пронизывается магнитным потоком Ф.

Буквенное обозначение магнитного потока — Ф.

2. От чего зависит магнитный поток, пронизывающий площадь плоского контура, помещенного в однородное магнитное поле?

Магнитный поток, пронизывающий плоский контур в магнитном поле, зависит от модуля вектора магнитной индукции, площади контура и ориентации контура по отношению к направлению магнитных линий.

3. Когда магнитный поток сквозь контур может меняться?

Магнитный поток, пронизывающий площадь контура, меняется при изменении модуля вектора магнитной индукции В, площади контура S и при вращении контура, т. е. при изменении его ориентации по отношению к линиям индукции магнитного поля.


4. Как меняется магнитный поток при увеличении в n раз магнитной индукции, если ни площадь, ни ориентация контура не меняются?

Магнитный поток увеличивается в n раз, поскольку магнитный поток прямо пропорционален модулю вектора магнитной индукции.

5. При какой ориентации контура по отношению к линиям магнитной индукции магнитный поток, пронизывающий площадь этого контура, максимален? равен нулю?

Магнитный поток максимален, если плоскость контура перпендикулярна к направлению магнитных линий.

Магнитный поток равен нулю, если плоскость контура параллельна магнитным линиям.

6. Меняется ли магнитный поток при таком вращении контура, когда линии магнитной индукции пронизывают его? скользят по его плоскости?

Магнитный поток меняется, если при вращении контура линии магнитной индукции пронизывают его.

Магнитный поток не меняется, если при вращении контура линии магнитной индукции скользят по его плоскости.

Следующая страница — смотреть

Назад в «Оглавление» — смотреть

Поток вектора магнитной индукции

Определение 1

Магнитный поток Φ через площадку S (поток вектора магнитной индукции) – это скалярная величина:

Φ=BScos α=BnS=B→S→ с углом между n→ и B→, обозначаемым α, n→ является нормалью к площадке S.

Формула магнитного потока

Φ равняется количеству линий магнитной индукции, пересекающих площадку S, как показано на рисунке 1. Поток магнитной индукции по формуле принимает положительные и отрицательные значения. Его знак зависит от выбора положительного направления нормали к площадке S. Зачастую положительное направление нормали связано с направлением обхода контура током. За такое направление берут поступательное перемещение правого винта во время его вращения по току.

Формула магнитного потока

Рисунок 1

В чем измеряется магнитный поток

В случае неоднородности магнитного поля S не будет плоской, а плоскость может быть разбита на элементарные площадки dS, рассматриваемые в качестве плоских, поле которых также считается однородным. Определение магнитного потока dΦ производится через эту поверхность. Запись примет вид:

dΦ=BdScos α=B→dS→.

Нахождение полного потока через поверхность S:

Φ=∫SBdScos α=∫SB→dS→.

Основной единицей измерения магнитного потока в системе СИ считаются веберы (Вб). 1 Вб=1 Тл1 м2.

Связь магнитного потока и работы сил магнитного поля

Элементарная работа δA, совершаемая силами магнитного поля, выражается через элементарное изменение потока вектора магнитной индукции dΦ:

δA=IdΦ.

Если проводник с током совершает конечное перемещение, сила тока постоянна, то работа сил поля равняется:

A=IΦ2-Φ1 с Φ1, обозначаемым потоком через контур в начале перемещения, Φ2 является  потоком через контур в конце перемещения.

Теорема Гаусса для магнитного поля

Значение суммарного магнитного потока через замкнутую поверхность S равняется нулю:

∮B→dS→=0.

Выражение

Материал по физике (9 класс): урок по физике 9 класс «Индукция магнитного поля .Магнитный поток»

Деятельность учителя

Деятельность ученика

Учебная задача

УУД

ЭТАП № 1. Мотивация  к учебной деятельности (1 мин)

Приветствует.

Приветствуют учителя

Здравствуйте, ребята! «Мыслящий ум не чувствует себя счастливым, пока ему не удастся связать воедино разрозненные факты, им наблюдаемые». Хевеши.

 

К — Планировать учебное сотрудничество

К — Слушать  других

ЭТАП 2. Актуализация и фиксирование индивидуальных затруднений(4 мин)

Организует деятельность учащихся по выявлению затруднения и причины проблемной ситуации.

Выявляют свои затруднения, отвечают на вопросы учителя, проводят анализ задания, формулируют затруднение, выслушивают собеседников.

Как вы думаете, от чего зависит,  на сколько сильным будет взаимодействие постоянного магнита и проводника с током? Какие есть предположения?

«Без сомнения все наше знание начинается с опыта». (Иммануил Кант). Проверить на опыте.

П — формулирование проблемы, создание способов решения проблемы.

Л — проводить самоопределение

К — Уметь организовать общение

ЭТАП 4. Построение проекта выхода из затруднения (4 мин)

Подводит учащихся к постановке цели урока для выхода из проблемной ситуации и формулировке темы урока. Организует обучающихся по исследованию проблемной ситуации

Называют тему урока, записывают тему в тетрадь.

Ставят цели урока

Опыт: выясните, какой из предложенных вам магнитов, оказывает более сильное действие на железные предметы. Таким образом, следует ввести величину, которая бы характеризовала магнитное поле и показывала, с какой силой оно действует на проводник с током, железные предметы и движущиеся заряженные частицы. Такая величина называется индукция магнитного поля.

Озвучьте тему урока. Поставьте цели урока, используя слова: ЧТО, КАК, ЗАЧЕМ.

Задачи урока: охарактеризовать индукцию магнитного поля по плану:

  • Определение физической величины;
  • Условное обозначение;
  • Формула расчета;
  • Направление;
  • Единицы измерения.

 П — формулирование проблемы, самостоятельное создание способов решения проблемы,
поиск разнообразных способов решения задачи; самостоятельно выделять  и формулировать  познавательную цель; выбирать  наиболее эффективные способы решения проблемы.

К — выражать   свои мысли; планировать  учебное сотрудничество.

Л —  формирования границ собственного знания и «незнания».

5 ЭТАП. Реализация построенного проекта(10 мин)

Организует деятельность учащихся в группах;

организует обсуждение составления алгоритма; корректирует действия учащихся.

Работают с учебником в парах и (или) группах.

Опыт презентация : взаимодействие постоянного дугообразного магнита и проводника с током. Схема эксперимента по определению  магнитной индукции поля магнита

Обратите внимание на рисунок. По проводнику протекает ток в направлении «от нас». Линии магнитного поля выходят из северного полюса магнита и входят в его южный полюс. Тогда, согласно правилу левой руки, о котором мы говорили на предыдущем уроке, на проводник будет действовать сила со стороны магнитного поля, и эта сила будет направлена вниз. Таким образом, равновесие будет нарушаться, а величину вклада такой силы можно измерять при помощи разновесов, которые мы добавляем на чашу на противоположном конце весов.

 Как вы думаете от чего зависит сила действующая на проводник?

В результате таких опытов, проведенных Ампером и Араго в начале XIX в., было введено понятие вектора магнитной индукции как характеристики магнитного поля. – магнитная индукция: .

Цель: выяснить, от чего зависит сила взаимодействия?

Отношение (1) модуля максимального значения силы Ампера (при  90  между направлением вектора магнитной индукции и единичным вектором, задающим направление проводника с током), действующей на проводник с током, к силе тока и длине проводника есть величина постоянная. Она не зависит ни от длины проводника, ни от силы тока в нем. Отношение (1) зависит только от поля и может служить его количественной характеристикой.

К — формулирование собственного мнения (позиции),
— использование речи для регуляции своего действия,
— построение монологического высказывания. 

Р — Уметь работать по составленному плану.

П -использование знаково-символических средств, в том числе моделей и схем для решения задач,
— поиск разнообразных способов решения задач,
Установление причинно-следственных связей. Л -Формировать ответственность за общее дело;

Желание приобретать новые знания;

Адекватно понимать  причины успеха/неуспеха

6 ЭТАП. Первичное закрепление во внешней речи (10 мин )

Организует работу.

Объясняют друг другу, дополняют, уточняют ответы, проверяют по эталону. Организуют самопроверку и взаимопроверку.

Ученики выходят к доске и рассказывают о проделанной работе и делают вывод.

1ученик : При исследовании силового действия магнитного поля с помощью прямолинейного проводника с током (см.рис.2) оказывается, что сила  зависит от самого магнитного поля – более мощный магнит действует на данный проводник с большей силой.

2 ученик: Кроме того, сила действия магнитного поля на проводник пропорциональна длине  этого проводника.

3 ученик: силы тока

4ученик  также зависит от ориентации проводника в магнитном поле

Давайте попробуем сформулировать определение магнитной индукции. Магнитная индукция – силовая характеристика магнитного поля, модуль которой равен отношению модуля силы, с которой поле действует на расположенный перпендикулярно магн. линиям проводник с током, к силе тока и длине проводника.

Эта величина и принимается за модуль вектора магнитной индукции: модуль магнитной индукции равен отношению максимального значения модуля силы, действующей на проводник с током, к силе тока в проводнике и его длине:

По формуле (1) можно определить индукцию однородного магнитного поля.

5 Ученик Вывод: сила магн. взаимодействия зависит от магнитного поля, силы тока и длины проводника.

F/IL=const                        B=F/IL                        В — магнитная индукция

6 ученик Вывод: Магнитная индукция – это силовая характеристика магн. поля. Чем больше модуль магнитной индукции в данной точке, тем с большей силой поле будет действовать на проводник с током или движущийся заряд.

Единицы измерения         1Тл=1Н/А*м , тесла.

Магнитная индукция является векторной величиной

7 ученик . Вывод: Она направлена по касательной к магнитным линиям.Можно сказать, что магнитными линиями называют такие линии, в каждой точке которых касательная совпадает с направлением магнитной индукции.

  8 ученик Вывод: Магнитное поле называется однородным, если во всех его точках магнитная индукция одинакова и по величине и по направлению.

Другой характеристикой магнитного поля является магнитный поток или поток вектора магнитной индукции

Магнитный поток можно сравнить с потоком жидкости, протекающей через ограниченную поверхность. Если взять трубу, и в этой трубе протекает жидкость, то, соответственно, через площадь сечения трубы будет протекать определенный поток воды.

 Магнитный поток по такой аналогии характеризует, какое количество магнитных линий будет проходить через ограниченный контур. Этот контур это и есть площадка, ограниченная проволочным витком или, может быть, какой-либо другой формой, при этом обязательно эта площадь — ограниченная.

На рисунке изображены два витка. Один виток – это проволочный виток, через который проходят линии магнитной индукции. Как видите, этих линий здесь изображено четыре. Если бы их было гораздо больше, то мы бы говорили, что магнитный поток будет большой. Если бы этих линий было меньше, например, мы бы нарисовали одну линию, то тогда бы мы могли сказать, что магнитный поток достаточно мал, он небольшой.

 И еще один случай: тогда, когда виток располагается таким образом, что через его площадь не проходят магнитные линии. Такое впечатление, что линии магнитной индукции скользят по поверхности. В этом случае можно сказать, что магнитный поток отсутствует, т.е. нет линий, которые пронизывали бы поверхность этого контура.

 Магнитный поток характеризует весь магнит в целом (либо другой источник магнитного поля). Если магнитная индукция характеризует действие в какой-то одной точке, то магнитный поток – весь магнит целиком. Можно сказать о том, что магнитный поток – это вторая очень важная характеристика магнитного поля. Если магнитную индукцию называют силовой характеристикой магнитного поля, то магнитный поток – это энергетическая характеристика магнитного поля.

Эксперимент: Я предлагаю это сделать ученикам. Возьмем кусок плотной бумаги с отверстием в одну руку. Подуем в отверстие, подставив другую руку с обратной стороны листа. Сильнее дунем – больше поток воздуха. Будем дуть с такой же силой, но часть отверстия прикроем – поток уменьшится. И наконец, если плоскость листа бумаги поставим параллельно направлению потока выдуваемого воздуха, ваша вторая рука практически не почувствует влияния воздушного потока.

Аналогично обстоит дело и с магнитным потоком. При усилении магнитного поля количество силовых линий возрастет, следовательно, и возрастет и магнитный поток.1) S1 = S2; В2 › В1 > Ф2 › Ф1

При усилении магнитного поля количество силовых линий возрастет, следовательно, возрастает и магнитный поток.2) В2= В1; S1 › S2 > Ф1 › Ф2

Уменьшение площади при неизменной индукции магнитного поля приводит к уменьшению числа линий, пронизывающих контур и, следовательно, к уменьшению ф3) S1 = S2; В2 = В1 > Ф1 › Ф2

Поворот контура приводит к изменению числа линий, пронизывающих замкнутый контур.

4) Ф = 0

Если же плоскость контура параллельна линиям магнитной индукции, то поток сквозь него равен нулю: Ф = 0.

Одним из важных моментов при изучении данной темы, считаю закрепление данной темы опять провести аналогию с обыденной жизнью.

— Вода в ручейке и в реке течет с одинаковой скоростью. В каком случае больше поток через решето, поставленное перпендикулярно течению? (Одинаковый).

.

П — структурирование знаний; построение речевого высказывания в устной и письменной форме; установление причинно-следственных связей; анализ, сравнение, обобщение. 

К — слушать, вступать в диалог .

Р -контролировать, корректировать , оценивать

ФИЗКУЛЬТМИНУТКА (1мин)  (Зрительная гимнастика, гимнастика для туловища  и рук)

7 ЭТАП  Самостоятельная работа с самопроверкой по эталону (4 мин)

Организует самостоятельное выполнение учащимися типовых заданий на новое знание.

Организует  взаимопроверку и самопроверку самостоятельной работы. Организует выявление и исправление учащимися допущен

Выполняют работу по алгоритму, анализируют, сверяют ответы с образцом и оценивают результат.

Вариант 1:

     1.Когда электрические заряды находятся в покое, то вокруг них обнаруживается ….А.электрическое поле                        Б.магнитное поле

     2.Как располагаются железные опилки в магнитном поле прямого тока?

        А.беспорядочно                        

Б.по окружностям, охватывающим проводник

    3.Какой полюс магнитной стрелки указывает направление вектора магнитной индукции?

           А. северный                                        Б. южный

   4.Является ли однородным магнитное поле вокруг соленоида?        

          А.да                                                Б.нет

5.От чего зависит сила, с которой магнитное поле  действует  на проводник с током?                                

           А.площади поперечного сечения проводника        

           Б. магнитной индукции         

           В.силы тока

           Г.времени воздействия магнитного поля на проводник

           Д.длины проводника

 

  Вариант 2:

     1.Когда электрические заряды движутся, то вокруг них существует(ют)

        А.электрическое поле                        Б.магнитное поле

        В.электрическое и магнитное поля

    2.Что представляют собой магнитные линии катушки с током?

        А.замкнутые кривые                                Б.прямые линии

        В.беспорядочно расположенные линии

    3.В каких единицах измеряется индукция магнитного поля?

        А.Ньютон                Б.Ампер                В.Тесла

    4.Является ли однородным магнитное поле   вокруг постоянного магнита ?

        А.да                                                Б.нет

    5.Как направлен вектор магнитной индукции?

        А.по касательной к магнитным линиям        Б.по касательной к проводнику с током

Проверьте соседа по парте: Вариант 1: 1-А,2-Б,3-А,4-А,5-БВД

                                 Вариант 2: 1-В,2-А,3-В,4-Б,5-А

П — использовать знаково-символические средства;

Р — планирование своих действий в соответствии с задачей; учёт правил в контроле способа решения; осуществление итогового и пошагового контроля по результату; оценка правильности выполнения действия на уровне адекватной ретроспективной оценки; внесение необходимых корректив действие после его завершения на основе его оценки и характера сделанных ошибок.

Л —  развитие самооценки личности; формирование адекватной позитивной самооценки.

ЭТАП 8. Рефлексия (3мин)

Организует  фиксацию учащимися поставленной цели и нового содержания, изученного на уроке.

Организует соотнесение цели и результатов, фиксацию их соответствия.

Организует самооценку учениками своей работы на уроке.

Отвечают на вопросы, осуществляют самооценку.

  1. Какая была тема урока?
  2. Какие цели вы себе ставили?
  3. Вы достигли поставленной цели?
  4. Какие «открытия» вы сегодня совершили на уроке?
  5. Что использовали для «открытия» нового знания?
  6. Кто понял тему?
  7. Не понял? Почему? (Ищем причины)

Проанализируйте свою работу на уроке, поставив в выданном листочке знак  «+»  или  «-».

Оцени свою работу на уроке!

+/-

Я знаю, от чего зависит силовое действие магнитного поля т как это доказать

Я знаю, от чего зависит магнитный поток

Я знаю характеристики магнитного поля

Я знаю, обозначение, формулы и единицы измерения этих характеристик

П -контролировать  и оценивать  процесс и результаты деятельности

Л -осуществлять  самооценку своей деятельности на основе критерия успешности;

адекватно понимают причину успеха/неуспеха в учебной деятельности

Предлагает выбрать домашнее задание по итогам урока.

Объясняет сущность домашнего задания.

Записывают домашнее задание

Домашнее задание:

  1. Прочитать §47-48 и ответить устно на вопросы в конце параграфа.
  2. Выполнить Упражнение :37 (2 письменно).
  3.  https://phys-oge.sdamgia.ru/test?id=1810974 (по желанию)

Индукция магнитного поля. Магнитный поток

1. Основные формулы и понятия 1 вид — рецептивный лёгкое 1 Б. Выбрать правильное определение или формулу.
2. Зависимость величин 1 вид — рецептивный лёгкое 1 Б. Установить, как изменится одна физическая величина при изменении другой.
3. Вычисление магнитного потока 2 вид — интерпретация лёгкое 1 Б. Вычислить магнитный поток, пронизывающий контур заданной площади.
4. Площадь контура 2 вид — интерпретация среднее 1 Б. Вычислить площадь контура, если известен магнитный поток, пронизывающий его, и индукция магнитного поля.
5. Вычисление индукции магнитного поля 2 вид — интерпретация среднее 1 Б. Вычислить индукцию магнитного поля по данным длине проводника, силе тока в нём и силе, действующей на проводник со стороны поля.
6. Сила магнитного поля 2 вид — интерпретация среднее 2 Б. Вычислить силу магнитного поля, действующего на проводник с током.
7. Сила тока в проводнике 2 вид — интерпретация среднее 2 Б. Вычислить силу тока в проводнике, находящемся в однородном магнитном поле.
8. Прямоугольная рамка 3 вид — анализ среднее 2 Б. Вычислить индукцию магнитного поля внутри прямоугольной рамки.
9. Наибольшее и наименьшее значения силы 3 вид — анализ среднее 2 Б. Найти наибольшее и наименьшее значения силы, действующей на проводник с током в магнитном поле.
10. Угол между индукцией и током 3 вид — анализ среднее 2 Б. Определить, будут ли перпендикулярны вектор магнитной индукции и направление тока в проводнике.
11. Равновесие силы магнитного поля и силы тяжести 3 вид — анализ сложное 3 Б. Вычислить индукцию магнитного поля, которое уравновесит силу тяжести, действующую на проводник.
12. Проводник с током, «парящий» в однородном магнитном поле 3 вид — анализ сложное 4 Б. Определить силу тока в проводнике, находящемся в однородном магнитном поле, необходимую для того, чтобы проводник не падал.

Магнитный поток — Magnetic flux

Эта статья о магнитном потоке. Для магнитных полей «B» (плотность магнитного потока) и «Н», см магнитного поля .

В физике , в частности электромагнитизма , то магнитный поток (часто обозначается Φ или Φ Б ) через поверхность представляет собой поверхность интеграл от нормальной составляющей магнитного поля B , проходящего через эту поверхность. СИ единица магнитного потока в Weber (Wb) (в единицах: производных вольты секунды), а РКА единицей является Maxwell . Магнитный поток, как правило , измеряют с помощью флюк- сметра, который содержит измерительные катушки и электроники , который оценивает изменение напряжения в измерительных катушках , чтобы вычислить магнитный поток. ⋅{\ Displaystyle \ CDOT}

Описание

\ CDOT Магнитный поток через поверхность, когда магнитное поле переменное зависит от разделения поверхности на мелкие элементы поверхности, над которой магнитное поле можно считать локально постоянными. Общий поток затем формальное суммирование этих элементов поверхности (см интеграции поверхности ). \ CDOT Каждая точка на поверхности связана с направлением, называется поверхность нормально ; магнитный поток через точку является то компонент магнитного поля вдоль этого направления.

Магнитное взаимодействие описывается в терминах векторного поля , где каждая точка в пространстве (и во время) связана с вектором , который определяет , какой силой двигающийся заряд будет испытывать в этой точке (см сила Лоренца ). Так как векторное поле довольно сложно представить себе на первом, в элементарной физике, можно вместо этого визуализировать это поле с силовыми линиями . Магнитный поток через некоторую поверхность, в этом упрощенном изображении, пропорционален числу силовых линий , проходящих через эту поверхность (в некоторых контекстах, поток может быть определен точно , количеством силовых линий , проходящих через эту поверхность, хотя технически вводить в заблуждении , это различие не важно). Следует отметить , что магнитный потоком является чистым числом силовых линий , проходящих через эту поверхность; то есть, количество проходящее через в одном направлении минус числе проходящего через в другом направлении (см ниже для принятия решения , в каком направлении силовых линии несут положительный знак и в котором они несут отрицательный знак). Более продвинутой физика, линия аналогия поля отбрасывается и магнитный поток правильно определяются как поверхностный интеграл от нормальной составляющей магнитного поля , проходящего через поверхность. Если магнитное поле является постоянным, то магнитный поток , проходящий через поверхность вектора площади S является

ΦВзнак равноВ⋅Sзнак равноВSсоз⁡θ,{\ Displaystyle \ Phi _ {B} = \ mathbf {B}, \ CDOT \ mathbf {S} = БС \ \ соз тета,}

где В представляет величину магнитного поля (плотность магнитного потока) , имеющая единицу Wb / м 2 ( тесла ), S представляет собой площадь поверхности, и θ представляет собой угол между магнитными силовыми линиями и тому нормалью (перпендикулярно ) к S . Для переменного магнитного поля, рассмотрим сначала магнитный поток через бесконечно малой площади элемента д S , где мы можем рассмотреть поле , чтобы быть постоянным:

dΦВзнак равноВ⋅dS,{\ Displaystyle д \ Phi _ {B} = \ mathbf {B}, \ CDOT д \ mathbf {S}.}

Общая поверхность, S , то можно разбить на бесконечно малые элементы и полный магнитный поток через поверхность является то поверхностным интегралом

ΦВзнак равно∬SВ⋅dS,{\ Displaystyle \ Phi _ {B} = \ IINT \ пределы _ {S} \ mathbf {B}, \ CDOT д \ mathbf {S}.}

Из определения магнитного векторного потенциала А и основной теоремы ротора магнитный поток также может быть определен как:

ΦВзнак равно∮∂S⁡A⋅dℓ,{\ Displaystyle \ Phi _ {B} = \ oint \ пределы _ {\ парциальное S} \ mathbf {A}, \ CDOT д {\ boldsymbol {\ ell_p}}}

где криволинейный интеграл берется по границе поверхности S , которая обозначается ∂ S .

Магнитный поток через замкнутую поверхность

\ Phi _ {B} = \ oint \ пределы _ {{\ парциальное S}} {\ mathbf {A}} \ CDOT д {\ boldsymbol {\ ell_p}},

Ряд Гаусса , который является одним из четырех уравнений Максвелла , утверждает , что полный магнитный поток через замкнутую поверхность равен нулю. (А «замкнутая поверхность» представляет собой поверхность , которая полностью закрывает объем (ы) без отверстий.) Этот закон является следствием эмпирического наблюдения , что магнитные монополи никогда не были найдены.

Другими словами, закон Гаусса для магнетизма является утверждение:

ΦВзнак равно{\ Displaystyle \ Phi _ {B} = \, \!} \ oiintS{\ Displaystyle \ scriptstyle S} В⋅dSзнак равно0{\ Displaystyle \ mathbf {B}, \ CDOT д \ mathbf {S} = 0}

для любой замкнутой поверхности S .

Магнитный поток через открытую поверхность

{\ Mathbf {B}} \ CDOT д {\ mathbf S} = 0 Для открытой поверхности Е, то электродвижущая сила вдоль границы поверхности, ∂Σ, представляет собой сочетание движения о границах, со скоростью V , через магнитное поле B (показанном на родовом F поля на диаграмме) и индуцированное электрическое поле вызванное изменение магнитного поля.

В то время как магнитный поток через замкнутую поверхность всегда равен нулю, то магнитный поток через открытую поверхность не должна быть равна нулю и является важной величиной в электромагнетизма.

Изменение магнитного потока

Например, изменение магнитного потока , проходящего через петлю из проводящей проволоки вызовет электродвижущую силу , и поэтому электрический ток, в контуре. Отношения дается законом Фарадея :

Езнак равно∮∂Σ⁡(Е+v×В)⋅dℓзнак равно-dΦВdT,{\ Displaystyle {\ mathcal {E}} = \ oint _ {\ парциальное \ Sigma} \ влево (\ mathbf {Е} + \ mathbf {V \ раз B}, \ справа) \ CDOT д {\ boldsymbol {\ ell_p} } = — {d \ Phi _ {B}, \ над DT}}

где

Е{\ Displaystyle {\ mathcal {E}}}это электродвижущая сила ( ЭДС ),
Φ B представляет собой магнитный поток через открытую поверхность Е,
∂Σ является границей открытой поверхности Е; обратите внимание, что поверхность, в общем, может быть в движении и деформируя, и так, как правило, является функцией времени. Индуцируется электродвижущая сила вдоль этой границы.
д является бесконечно малой элемент вектора контура ∂Σ,
v есть скорость пограничного ∂Σ,
Е представляет собой электрическое поле ,
В этом магнитном поле .

Два уравнения для EMF являются, во — первых, работа на единицу заряда сделано против силы Лоренца при движении пробного заряда вокруг (возможно перемещение) поверхности пограничного ∂Σ и, во- вторых, как изменение магнитного потока через открытую поверхность Е , Это уравнение является принцип позади электрического генератора .

{\ Mathcal {E}} Площадь определяется электрической катушки с тремя витками.

Сравнение с электрическим потоком

В противоположность этому , закон Гаусса для электрических полей , другой уравнений Максвелла , является

ΦЕзнак равно{\ Displaystyle \ Phi _ {E} = \, \!} \ oiintS{\ Displaystyle \ scriptstyle S} Е⋅dSзнак равноQε0{\ Displaystyle \ mathbf {E} \ CDOT д \ mathbf {S} = {\ гидроразрыва {Q} {\ эпсилон _ {0}}} \, \!}

где

Е представляет собой электрическое поле ,
S любая замкнутая поверхность ,
В это общий электрический заряд внутри поверхности S ,
ε 0 является электрическая постоянная (универсальная константа, которая также называется « диэлектрической проницаемости свободного пространства»).

Следует отметить , что поток Е через замкнутую поверхность не всегда равно нулю; это указывает на наличие «электрических монополей», то есть, свободные положительные или отрицательные заряды .

Смотрите также

Рекомендации

  • Purcell, Эдвард и Морин, Дэвид; Электричество и магнетизм 3 — е издание ; Cambridge University Press, New York, 2013. ISBN  978-1-107-01402-2 .
  • Браун, Майкл; Физика для инженерии и науки 2nd Edition , McGraw-Hill / Schaum; 2008; ISBN  978-0-07-161399-6 .

Внешние статьи

Тест по физике Магнитный поток 9 класс

Тест по физике Магнитный поток для учащихся 9 класса с ответами. Тест включает в себя 10 заданий с выбором ответа.

1. Магнитный поток зависит от

1) модуля вектора магнитной индукции
2) площади контура
3) ориентации контура по отношению к линиям индукции магнитного поля
4) всего перечисленного в пунктах 1, 2 и 3

2. Как должна располагаться плоскость витка по отношению к линиям магнитной индукции, чтобы магнитный поток был равен нулю?

1) Перпендикулярно линиям
2) Параллельно линиям
3) Под некоторым углом к линиям
4) Магнитный поток не зависит от расположения кон­тура

3. Как должна располагаться плоскость витка по отношению к линиям магнитной индукции, чтобы магнитный поток был максимальным?

1) Перпендикулярно линиям
2) Параллельно линиям
3) Под некоторым углом к линиям
4) Магнитный поток не зависит от расположения кон­тура

4. На рисунке показано направление линий магнитного поля. В этом магнитном поле перемещают замкнутый виток про­волоки сначала вертикально вверх так, что плоскость витка параллельна линиям индукции магнитного поля (на рис. — ситуация А), затем в горизонтальном направлении так, что плоскость витка перпендикулярна линиям индукции магнитного поля (на рис. — ситуация Б). При каком движении рамки происходит изменение магнитного потока?

Тест по физике Магнитный поток 4 задание

1) только в А
2) только в Б
3) и в А,и в Б
4) ни в А, ни в Б

5. На рисунке показано направление линий магнитного поля. В этом магнитном поле замкнутый виток проволоки снача­ла перемещают вертикально вверх так, что плоскость витка параллельна линиям индукции магнитного поля (на рис. — ситуация А), затем вращают вокруг горизонтальной оси (на рис. — ситуация В). При каком движении рамки проис­ходит изменение магнитного потока?

Тест по физике Магнитный поток 5 задание

1) только в А
2) только в Б
3) и в А,и в Б
4) ни в А, ни в Б

6. Замкнутый контур расположен под некоторым углом к ли­ниям магнитной индукции. Как изменится магнитный по­ток, если модуль вектора магнитной индукции увеличится в 3 раза?

1) Увеличится в 3 раза
2) Уменьшится в 3 раза
3) Увеличится в 6 раз
4) Уменьшится в 9 раз

7. Замкнутый контур расположен под некоторым углом к линиям магнитной индукции. Как изменится магнитный по­ток, если площадь контура уменьшится в 2 раза?

1) Увеличится в 2 раза
2) Уменьшится в 2 раза
3) Увеличится в 4 раза
4) Уменьшится в 4 раза

8. Замкнутый контур расположен под некоторым углом к ли­ниям магнитной индукции. Как изменится магнитный по­ток, если площадь контура уменьшится в 2 раза, а модуль вектора магнитной индукции увеличится 4 раза?

1) Увеличится в 2 раза
2) Уменьшится в 2 раза
3) Увеличится в 4 раза
4) Уменьшится в 4 раза

9. Замкнутый контур расположен под некоторым углом к линиям магнитной индукции. Как изменится магнитный по­ток, если площадь контура уменьшится в 3 раза, а модуль вектора магнитной индукции увеличится в 3 раза?

1) Увеличится в 3 раза
2) Уменьшится в 3 раза
3) Увеличится в 9 раз
4) Не изменится

10. Линии магнитной индукции лежат в плоскости замкнутого контура. Как изменится магнитный поток, если модуль вектора магнитной индукции увеличится в 3 раза?

1) Увеличится в 3 раза
2) Уменьшится в 3 раза
3) Увеличится в 9 раз
4) Не изменится

Ответы на тест по физике Магнитный поток
1-4
2-2
3-1
4-4
5-2
6-1
7-2
8-1
9-4
10-4

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *