конспект

Краткий конспект

Электромагнитное поле. Экспериментальное обнаружение электромагнитного поля

Электромагнитное поле — особая форма материи, с помощью которой взаимодействуют заряженные частицы и токи.

Оно включает два взаимосвязанных поля:

• электрическое поле создаётся электрическими зарядами;
• магнитное поле создаётся движущимися зарядами, то есть электрическим током.

1. Опыт Эрстеда

В 1820 году Х. Эрстед обнаружил: если рядом с проводником пропустить электрический ток, стрелка компаса отклоняется.

Вывод: электрический ток создаёт магнитное поле.

Магнитное поле можно обнаружить по его действию:

\[ \vec F=q\vec v\times \vec B \]

или по действию на проводник с током:

\[ F=BIl\sin\alpha. \]

2. Опыт Фарадея

М. Фарадей обнаружил: при движении магнита относительно катушки в ней возникает электрический ток. Этот ток называют индукционным.

Вывод: изменяющееся магнитное поле создаёт электрическое поле.

ЭДС индукции определяется законом Фарадея:

\[ \mathcal{E}_{\text{инд}}=-\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}, \]

где \(\Phi\) — магнитный поток.

Знак «минус» выражает правило Ленца: индукционный ток направлен так, чтобы противодействовать причине своего возникновения.

Главный вывод

Электрическое и магнитное поля связаны между собой:

• изменяющееся электрическое поле порождает магнитное;
• изменяющееся магнитное поле порождает электрическое.

Поэтому их рассматривают как единое электромагнитное поле.

Обнаружить электромагнитное поле можно по его действию на заряды, токи, магнитную стрелку или проводник.

Как рассуждать в похожем задании

1. Есть неподвижный заряд — ищем электрическое поле.
2. Есть движущиеся заряды или ток — ищем магнитное поле.
3. Поле изменяется — возникает второе поле.
4. Если в катушке появился ток из-за движения магнита, это электромагнитная индукция.

Проверка: магнитная стрелка отклоняется возле проводника с током, значит ток действительно создаёт магнитное поле. При движении магнита возле катушки появляется ток, значит изменяющееся магнитное поле создаёт электрическое поле.