ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКАФизика · 10 класс · § 28
Увидеть. Изменить. Понять.

§ 28. Индукция магнитного поля. Линии индукции

Как читать пространственное направление магнитного поля на плоском рисунке?

Объясняющая модельСхемы и примеры10 вопросов с разбором
Главный вопрос

Как читать пространственное направление магнитного поля на плоском рисунке?

Наблюдаем и объясняем

Правило правой руки вокруг провода

Смотри на провод с торца. Меняй ток и точку наблюдения; касательная показывает B.

Схему можно прокрутить вбок. Все значения повторены в расчёте ниже.

6 А
4 см
0 °

Дополнительная численная модель длинного прямого провода в вакууме: B = μ₀|I|/(2πr), μ₀ ≈ 4π·10⁻⁷ Гн/м. Положительный обход — против часовой стрелки.

01

Вектор B: направление и модуль

Магнитная индукция B⃗ — векторная характеристика магнитного поля. Единица — тесла. Направление в точке совпадает с направлением северного полюса маленькой магнитной стрелки, если её влияние на поле пренебрежимо мало.

Магнитная индукция B и явление электромагнитной индукции — разные понятия. Первое характеризует поле, второе связано с возникновением ЭДС при изменении магнитного потока.

Вектор B: направление и модуль: сравнение
ТерминСмысл
Магнитная индукция B⃗Векторная характеристика поля
Линия индукцииКасательная показывает B⃗
Электромагнитная индукцияЯвление возникновения ЭДС при изменении потока

Слово «индукция» в названии величины и явления имеет разный смысл.

Направлен ли северный конец стрелки вдоль силы, тянущей её целиком?

Он ориентируется по полю благодаря моменту сил; это не обязательно направление движения центра стрелки.

02

Прямой ток: правило правой руки

Если обхватить прямой проводник правой рукой так, чтобы большой палец указывал направление условного тока, согнутые пальцы покажут направление линий B. Эти линии окружают проводник концентрическими окружностями.

Для тока к наблюдателю, обозначенного точкой ⊙, поле идёт против часовой стрелки. Для тока от наблюдателя, обозначенного крестом ⊗, — по часовой стрелке. Всегда фиксируй, с какой стороны смотришь.

Большой палец

По условному току

Согнутые пальцы

По линиям магнитного поля

Смена тока

Обращает направление поля

Правило правой руки связывает направление тока и обход линий поля.

Почему для металла берут направление тока, а не электронов?

Условное направление тока противоположно дрейфу электронов. Правило сформулировано именно для условного тока.

Железные опилки около полосового магнита

Железные опилки помогают увидеть структуру поля, но не изображают отдельные материальные нити. По одному рисунку без масштаба нельзя вычислить B.

MikeRun, Vera Wurmsdobler · CC BY-SA 4.0 · Источник. Без изменений.

Схема магнитного поля катушки

У катушки линии внутри и снаружи продолжают друг друга. Их направление связывают с направлением тока.

Geek3 · CC BY-SA 3.0 · Источник. Без изменений.

03

Катушка и магнит: замкнутые линии

Линии магнитного поля не начинаются и не заканчиваются на отдельных полюсах. В схемах магнита или витка их показывают замкнутыми; часть линии может находиться за пределами рисунка. Вне полосового магнита они идут от N к S, внутри — от S к N. Отдельного начала или конца, подобного электрическому заряду, у них нет.

У катушки направление поля внутри определяют правой рукой: пальцы по току в витках, большой палец по B внутри и к северному торцу. Разрезание магнита не создаёт отдельный северный полюс; получаются новые магниты с двумя полюсами.

Вне магнита

N → S

Внутри магнита

S → N

Вокруг прямого тока

Замкнутые окружности

Магнитные линии не начинаются на N и не заканчиваются на S: они продолжаются внутри магнита.

Какой торец катушки является северным при токе против часовой стрелки на видимом торце?

Поле выходит из этого торца к наблюдателю, поэтому он северный.

04

Чтение схемы: точка и крест

Точка изображает острие стрелки, направленной к наблюдателю; крест — её хвост, уходящий от наблюдателя. Это могут быть обозначения B, тока или скорости, поэтому подпись величины обязательна.

Интерактив позволяет менять ток и положение точки наблюдения вокруг провода. Касательная стрелка показывает локальное направление B. Дополнительный расчёт B = μ₀|I|/(2πr) относится к длинному прямому проводу в вакууме и показывает спад поля с расстоянием.

Чтение схемы: точка и крест: сравнение
ЗнакНаправление
⊙Из плоскости к наблюдателю
⊗В плоскость от наблюдателя
Касательная к окружностиНаправление B вокруг прямого тока

Пространственные символы читают вместе с подписью величины.

Почему стрелка поля не направлена радиально от провода?

Линии B вокруг прямого тока являются окружностями; радиальное направление характерно для другого примера — электрического поля точечного заряда.

Соберём главное

Шесть выводов

01Слово «индукция» в названии величины и явления имеет разный смысл.
02Правило правой руки связывает направление тока и обход линий поля.
03Магнитные линии не начинаются на N и не заканчиваются на S: они продолжаются внутри магнита.
04Пространственные символы читают вместе с подписью величины.
05Густота линий служит только качественным показателем при согласованном способе построения.
06Маленькая магнитная стрелка показывает касательное направление B в месте расположения.
Тест · 10 вопросовОдин правильный ответ в каждом вопросе

Сначала изучи модель и конспект. За каждый верный ответ — 0,5 балла, максимум — 5. После проверки откроются пояснения.

1. Как называется векторная характеристика магнитного поля?
2. В чём измеряют магнитную индукцию?
3. Как направлены линии поля длинного прямого проводника?
4. Что означает знак ⊙ на схеме?
5. Что означает знак ⊗ на схеме?
6. Как меняется B длинного прямого провода при удвоении тока на прежнем расстоянии?
7. Как меняется B при удвоении расстояния до длинного прямого провода с тем же током?
8. При I = 6 А и r = 0,04 м найдите B, используя B = 2 · 10⁻⁷ I/r.
9. Как изменится поле при обращении тока при том же модуле?
10. Что отличает магнитные линии от электростатических?

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Физика, 10 класс», § 28. Тема и содержание сверены с файлом «10 класс. Физика — § 28. Индукция магнитного поля.pdf». Объяснения, расчётные примеры и модели подготовлены для этого конспекта. Дополнительные зависимости в моделях отмечены отдельно.

Изображения загружаются непосредственно из интернета. Авторство и лицензии указаны под каждой иллюстрацией. Размеры и цвета учебных схем условны; ограничения каждой модели указаны рядом.

↑

Загрузка прогресса…