Магнитное поле катушки с током. Электромагниты
В этой теме учащиеся неявно знакомятся с таким важным свойством магнитного поля, как принцип суперпозиции полей. Как известно, он состоит в том, что при наличии нескольких источников поля (например, нескольких проводников с током) магнитное поле в любой точке пространства определяется сложением (векторным) отдельных полей. Это справедливо и для электрического поля.
Повторяют опыт Эрстеда с линейным проводником и показывают усиление действия магнитного поля на магнитную стрелку при увеличении силы тока. Сообщают учащимся, что на практике удается значительно усилить действие магнитного поля в какой-либо точке пространства, используя не прямые проводники с током, а проволочные катушки.
Сначала рассматривают простейший случай: один виток с током (круговой ток). Демонстрируют действие на магнитную стрелку поля кругового тока (используется виток провода диаметром 15 см, располагая его в плоскости меридиана, а магнитную стрелку — в центре витка). Свернув несколько витков провода в катушку и скрепив ее изолентой, демонстрируют усиление магнитного действия. Предлагают учащимся объяснить результат опыта. Ответ: при одной и той же силе тока магнитное поле катушки с током из нескольких витков оказывается значительно сильнее магнитного поля одного витка катушки, благодаря тому, что магнитные поля отдельных витков суммируются.
Магнитное действие катушки с током можно еще более усилить, используя железный сердечник, что подтверждают опытом по сравнению действий на магнитную стрелку магнитного поля катушки с током без железного сердечника и с железным сердечником внутри.
Сообщают, что такая катушка с железным сердечником представляет собой простейший электромагнит.
Приводят примеры применения электромагнитов: в подъемных кранах (желательно показать модель крана, собранного из деталей детского «Конструктора» для сборки механических моделей); в двигателях; в генераторах тока; в ускорителях заряженных частиц и др. Наибольшие по размерам магниты применяются в ускорителях заряженных частиц (кольцевые электромагниты диаметром в несколько сот метров; например, ускоритель в Серпухове имеет электромагнит диаметром 472 м).
Устройство и принцип действия электромагнитного реле можно изучить на простейшей установке, основную часть которой составляет школьный электромагнит 1 (рис. 4). Якорь 2 электромагнита привязывают к стальной линейке или ножовочному полотну 3. При включении обмотки электромагнита в цепь последний притягивает якорь и замыкает контакты 4, включая тем самым электродвигатель или другую нагрузку.
Программой предусмотрено выполнение лабораторной работы по сборке и испытанию электромагнита. В порядке индивидуальных заданий желающим учащимся можно предложить работы по сборке электромагнитного реле.
Рисунок 4
Материалы по педагогике:
Портрет как основной элемент наглядности в мировой художественной культуре
Портрет (фр. portrait, от старофранц. portraire – «воспроизводить что-либо черта в черту», устар. парсуна – от лат. persona – «личность; особа») – изображение или описание какого-либо человека либо группы людей, существующих или существовавших в реальной действительности в том числе художественными ...
Организация в школе дней, недель, декад химии
Дни, недели, декады химии проводятся в школе с целью пропаганды химических знаний среди учащихся. Это не только и не столько популярные лекции, занимательные беседы. Это своеобразные праздник науки, подводящий итоги всей внеурочной работы по химии за продолжительный период. Проводятся эти мероприят ...
Законы и принципы научной организации труда педагога
В НОТ выявлено три фундаментальных закона, которые проявляются в любой деятельности, в том числе и педагогической. Первый из них гласит: Максимальная экономия и эффективное использование времени. Время- как основная мера процесса труда – категория не только философская, социальная экономическая, но ...