Конспект

Краткий ответ: электромагнитное поле — единое поле, состоящее из электрического и магнитного. Его обнаруживают по действию на заряды, проводники с током и магнитную стрелку. Изменяющееся магнитное поле создаёт электрическое, а изменяющееся электрическое — магнитное.

Конспект

1. Электромагнитное поле

Электромагнитное поле — особая форма материи, посредством которой взаимодействуют электрические заряды и токи.

Оно включает:

• электрическое поле \( \vec E \);
• магнитное поле \( \vec B \).

Электрическое и магнитное поля являются проявлениями единого электромагнитного поля.

2. Источники полей

• Неподвижный электрический заряд создаёт электрическое поле.
• Движущийся заряд или электрический ток создаёт магнитное поле.
• Изменяющееся магнитное поле создаёт электрическое поле.
• Изменяющееся электрическое поле создаёт магнитное поле.

Поэтому электромагнитное поле может распространяться в пространстве в виде электромагнитной волны.

3. Экспериментальное обнаружение

Опыт Эрстеда

Если рядом с проводником поместить магнитную стрелку и пропустить по проводнику ток, стрелка отклонится.

Вывод: электрический ток создаёт магнитное поле.

Опыт Фарадея

Если вносить магнит в катушку или выносить его из катушки, гальванометр показывает ток. Когда магнит неподвижен, стрелка прибора не отклоняется.

Вывод: изменяющееся магнитное поле создаёт электрическое поле и вызывает индукционный ток.

4. Как обнаружить электромагнитное поле

Поле непосредственно не видно, но его обнаруживают по действию:

• электрическое поле действует на электрический заряд: \[ F=qE; \]
• магнитное поле действует на движущийся заряд или проводник с током: \[ F=qvB\sin\alpha, \] \[ F=BIl\sin\alpha; \]
• изменяющееся магнитное поле вызывает индукционный ток: \[ \mathcal{E}_{\text{инд}}=-\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}. \]

Знак «минус» выражает правило Ленца: индукционный ток направлен так, чтобы препятствовать изменению магнитного потока.

5. Главный вывод

Электрическое и магнитное поля связаны между собой:

\[ \text{изменение } B \Rightarrow \text{возникновение } E, \]

\[ \text{изменение } E \Rightarrow \text{возникновение } B. \]

Именно поэтому электромагнитное поле может существовать и распространяться без непосредственного контакта тел.

Проверка понимания

Если магнит в катушке двигать, магнитный поток изменяется, поэтому возникает индукционный ток. Если магнит остановить, поток перестаёт изменяться и ток исчезает. При движении магнита в обратную сторону направление тока изменится.