Магнитный поток
Для количественного описания явления электромагнитной индукции необходимо введение понятия магнитного потока. Рассмотрим эту тему подробнее.
Проводящая рамка в магнитном поле
Явление электромагнитной индукции состоит в том, что при изменении поля, пронизывающего проводящую рамку или катушку, в ней возникает электродвижущая сила (ЭДС):
Энергия используемого в этом опыте магнитного поля характеризуется магнитной индукцией. Однако, при попытке описать наблюдаемое явление выяснилось, что одной этой величины мало.
Если выписать в таблицу значения ЭДС, наводимые магнитным полем, имеющим одну и ту же плотность магнитных линий, в разных условиях, то окажется, что ЭДС, возникающая в квадратной рамке, имеет гораздо большее значение, чем ЭДС в длинной узкой рамке (при одном периметре).
А наибольшая ЭДС возникает в круглом витке.
Причиной этого оказался разный «охват поля» рамкой. Площадь длинной узкой рамки невелика, она «охватывает» малое «количество поля», и ЭДС в ней также мала. У квадратной рамки площадь при одинаковом периметре больше, а у круглого витка – она наибольшая, в результате рамка «охватывает» большее «количество поля», и ЭДС в такой рамке тоже получается больше.
Не менее важной оказалась ориентация рамки по отношению к направлению магнитного поля. Наибольшая ЭДС возникает, если проводящая рамка перпендикулярна линиям магнитной индукции. Если плоскость рамки параллельна этим линиям – то независимо от ее площади и силы магнитного поля ЭДС в рамке не возникнет.
Понятие магнитного потока
Таким образом, для описания явления электромагнитной индукции было введено понятие «магнитный поток», характеризующее «охват поля» рамкой. В этом понятии объединяются все величины, от которых зависит наведенная в рамке ЭДС – индукция поля, площадь и ориентация рамки. Для обозначения используется большая греческая буква Ф (фи):
Таким образом, магнитный поток – это величина, равная произведению индукции магнитного поля, площади проводящего контура, и косинуса угла между нормалью к контуру и направлением линий индукции.
Из приведенной формулы магнитного потока можно вывести определение его единицы – вебер(Вб):
то есть, магнитный поток 1 Вебер – это магнитный поток, проходящий через рамку площадью 1 квадратный метр, которая ориентирована перпендикулярно линиям однородного магнитного поля с индукцией 1Тесла.
Для понимания термина «магнитный поток» можно представить аналогию с обычным водяным потоком. Водяной поток, как правило, зависит от напора воды (аналог индукции) и площади сечения трубы (аналог площади рамки), а поскольку вода, в отличие от магнитного поля, всегда заключена внутрь трубы, то водяной поток всегда ориентирован поперек сечения трубы, и значение косинуса в формуле всегда равно единице.
Что мы узнали?
Для описания явления электромагнитной индукции в проводящем контуре необходимо учесть индукцию магнитного поля, «охват» поля контуром и ориентацию контура. Все эти факторы объединяются в понятии «магнитный поток». Изменение магнитного потока приводит к возникновению ЭДС в контуре. Постоянный магнитный поток ЭДС не вызывает.
магнитный поток
презентация к уроку по физике (9 класс) по теме
Величины, входящие в формулу Ф=В · S · cos α n В – магнитная индукция, S – площадь контура, ограничивающего площадку, α – угол между направлением вектора индукции В и нормалью n (перпендикуляром) к площадке S В α
Единица измерения магнитного потока Вб 1 Вб — магнитный поток, созданный магнитным полем с индукцией 1 Тл через поверхность площадью 1м 2 , расположенную перпендикулярно вектору магнитной индукции. S= 1м 2 В=1 Тл
Способы изменения магнитного потока Δ Ф 1) Путем изменения площади контура Δ S 2) Путем изменения величины магнитного поля Δ В 3) Путем изменения угла Δ α
S Зависимость Δ Ф от площади Δ S При одинаковой магнитной индукции В , чем больше площадь контура S , тем больше изменение магнитного потока Δ Ф , пронизывающего данный контур: S В В Δ Ф=В · Δ S · cos α
Зависимость Δ Ф от магнитной индукции Δ В При одинаковой площади S ,чем сильнее поле, тем гуще линии магнитной индукции, соответственно увеличивается В , а значит и больше изменение магнитного потока: Δ Ф= Δ В · S · cos α В В s s
Зависимость Δ Ф от угла Δ α Если угол α = 0º В этом случае линии В и нормали n к площадке параллельны. Но В и площадка S перпендикулярны друг другу . Тогда cos 0º = 1 , изменение магнитного потока принимает свое максимальное значение: Δ Ф = B · S n B n n s
Зависимость Δ Ф от угла Δ α 2) Если угол α = 90 º В этом случае линии В и нормали n к площадке перпендикулярны Но В и площадка S параллельны друг другу. cos 9 0º = 0 и изменение магнитного потока будет минимальным: Δ Ф=0 n В s
Зависимость Δ Ф от угла Δ α При вращении рамки определенной площади S в постоянном магнитном поле В ,угол между В и S постоянно меняется от α 1 до α 2 Тогда изменение магнитного потока находится по формуле: В Δ Ф = В · S · ( cos α 1 – cos α 2 ) S
Решение задач Задача №1 Контур с площадью 100 см 2 находится в однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл. Чему равен магнитный поток, пронизывающий контур, если плоскость контур а и вектор индукции перпендикулярны ? S=100 см 2 0,01 м 2 В=2 Тл α=0º Ф — ? Ф=В · S · cos α Ф=0,02 Вб
Решение задач Задача №2 Контур площадью 1 м 2 находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,5Тл, угол между вектором индукции и нормалью к поверхности контура 60º. Каков магнитный поток через контур? S=1 м 2 В=0,5 Тл α=60º Ф — ? Ф=В · S · cos α Ф=0,25 Вб
Решение задач Задача 3 Проволочное кольцо радиусом 1 м , поворачивается на 180 0 относительно вертикальной оси. Индукция магнитного поля равна 5 Тл и сразу перпендикулярна кольцу. Найдите изменение магнитного потока через кольцо в результате поворота R=1 м 2 В=5 Тл α 1 =0º α 2 = 18 0º S =2 R Δ Ф — ? Δ Ф=В · S · (cos α 1 — cos α 2 ) Δ Ф=62,8 Вб
Домашнее задание § 2 или 1.4.2 4.7, 4.8
Магнитный поток
презентация к уроку по физике (9 класс)
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Магнитный поток
Презентация составлена к уроку «Магнитный поток» для 9 класса общеобразовательной школы, по учебнику Пёрышкина А.В.
магнитный поток
вектор магнитной индукции, магнитный поток, обозначение, формула, единицы измерения, способы изменения магнитного потока.
Презентация урока физики в 11 классе по теме «Явление электромагнитной индукции .Магнитный поток. Правило Ленца. Закон электромагнитной индукции»
В презентации иллюстрируются опыты Фарадея по ЭМИ, дается понятие магнитного потока, устанавливается правило Ленца и закон ЭМИ.
Магнитный поток. Энергия магнитного поля.
Лекция «Магнитный поток. Энергия магнитного поля.» предназначена для учащихся 11 классов, студентов младших курсов СУЗов изучающих физику на профильном уровне.
Презентация. Тема: «Магнитное поле. Магнитный поток»
Презентация по электродинамике.
урок по физике 9 класс «Индукция магнитного поля .Магнитный поток»
Открытый урок по физике в 9 «А»классе учителя Лаврентьевой Оксаны Викторовны .Тема «Индукция магнитного поля. Магнитный поток».Цель урока: ввести понятие индукции м.
Группа МЖКХ 1 Физика 15.04. -16.04. Тема 3 Магнитный поток. Работа магнитного поля.
Задание 1. Изучить материал учебника. 12.5. и 12. 6. Стр. 233- 234.2. Выполнить тест. «Магнитное поле». См. файл.
Формула магнитного потока в физике 9 класс
Азбука физики 
Научные игрушки 
Простые опыты 
Этюды об ученых 
Решение задач 
Презентации 
Книги по физике 
Умные книжки 
Есть вопросик? 
Его величество. 
Музеи науки. 
Достижения. 
Викторина по физике 
Физика в кадре 
Учителю 
Читатели пишут 
-векторная физическая величина, характеризующая магнитное поле.
Вектор магнитной индукции всегда направлен по касательной к магнитной линии
где F- сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током ( H );
I — сила тока в проводнике ( A );
l — длина проводника ( м ).
Единица измерения индукции магнитного поля в СИ:
[ B ] = 1Тл ( тесла).
Контур, помещенный в однородное магнитное поле, пронизывается магнитным потоком
( потоком векторов магнитной индукции).
Ф — магнитный поток, пронизывающий площадь контура, зависит от
величины вектора магнитной индукции, площади контура и его ориентации относительно линий индукции магнитного поля.
Если вектор магнитной индукции перпендикулярен площади контура, то магнитный поток максимальный.
Если вектор магнитной индукции параллелен площади контура, то магнитный поток равен нулю.
Магнитная индукция поля Земли составляет 0,5Ч10–4 Тл, тогда как поле между полюсами сильного электромагнита – порядка 2 Тл и более.
На магнитное поле Земли оказывает влияние повышенная солнечная активность . Примерно один раз в каждые 11.5 лет она возрастает настолько, что нарушается радиосвязь, ухудшается самочувствие людей и животных, а стрелки компасов начинают непредсказуемо «плясать» из стороны в сторону. В таком случае говорят, что наступает магнитная буря. Обычно она длится от нескольких часов до нескольких суток.