Магнитный поток. Электромагнитная индукция

Тема урока:

Работа силы Ампера. Магнитный поток. Электромагнитная индукция

Цель урока:

- анализировать принцип действия электромагнитных приборов (электромагнитное реле, генератор, трансформатор);

Критерий оценивание

Учащиеся понимают явление электромагнитной индукции, могут привести примеры;
Понимают различие между физическим смыслом вектора магнитной индукции и потоком магнитного поля
Объясняют принцип работы трансформатора, электромагнитного реле и генератора.

Закончить предложения:
1. Магнитное поле – это особая ………………………………
2. Источником магнитного поля является…………..
3. Обнаружить магнитное поле можно по действию ……………
4. В опыте Эрстеда магнитная стрелка изменила направление, когда……….
5. Магнитные линии – это линии, вдоль которых……………………………
6. Магнитное поле отличается от электрического тем, что оно существует вокруг……..
7. Магнитное поле прямого тока представляет собой .. ……….

Сила Ампера

Модуль силы Ампера определяют по формуле:

2.Сила Ампера имеет направление в пространстве, которое определяется по правилу левой руки:

если левую руку расположить так, чтобы вектор
магнитной индукции входил в ладонь, а вытянутые
пальцы были направлены вдоль тока, то отведенный
большой палец укажет направление действия силы.

Сила Ампера

Сила Ампера

Теперь найдем работу по перемещению произвольного замкнутого контура (ABCD) с постоянным током I в магнитном поле с индукцией B. Пусть контур лежит в плоскости листа и перемещается под действием силы Ампера на малое расстояние. Вектор магнитной индукции, как и раньше, входит в лист.

Силы Ампера, приложенные к участку АВС, образуют с вектором перемещения тупые углы, поэтому работа этих сил отрицательная
dA1 < 0
и ее можно записать как dA1 = -I(dФ0+dФ1), где
dФ0 – поток через заштрихованную поверхность, а dФ1 – поток через контур в его начальном положении ABCD.
На участке СДА силы Ампера образуют с вектором перемещения острые углы, поэтому их работа положительная
dA2 > 0
и ее можно записать как dA2 = I(dФ0+dФ2)
где dФ2 – поток через контур в его конечном положении A´B ´ C ´ D ´.

3.15 Вращение рамки с током

Явление электромагнитной индукции используется в генераторах для преобразования механической энергии в электрическую.
Рассмотрим принцип действия генератора на примере плоской рамки, вращающейся в однородном магнитном поле В,
созданном постоянным
магнитом.

Магнитный поток, пронизывающий рамку равен



Пусть рамка вращается (за счет энергии пара, воды и т.д.) с постоянной угловой скоростью . Тогда угол  между нормалью к поверхности рамки n и вектором магнитной индукции В будет зависеть от времени
 = t
Магнитный поток меняется со временем по гармоническому закону