Магнитное поле. Определение направления силовой линии

Определение направления силовой линии. 1) Полосовой магнит. 2) Магнитная стрелка. 3) Стеклянная (кристаллизационная) чашка. 4) Вода. 5) Иголка. 6) Пробка. 7) Деревянные бруски.

1-й случай. Направление силовой линии связано с существованием двух разноимённых полюсов у магнита. Если из одного полюса силовые линии выходят, то в другой разноимённый полюс они должны входить. Условно принято, что силовые линии выходят из северного полюса и входят в южный, т. е. Вне магнита силовые линии идут от северного полюса к южному.

В соответствии с принятым условием направление силовой линии в любой точке магнитного поля можно определить с помощью магнитной стрелки. С этой целью надо магнитную стрелку поместить в том месте, где определяется направление силовой линии; тогда, во-первых, стрелка своей продольной осью установится вдоль силовой линии (точнее — по касательной к силовой линии) и, во-вторых, северный полюс стрелки покажет, куда направлена силовая линия.

Чтобы познакомить учащихся с этим приёмом определения направления силовой линии, надо около полосового магнита поместить магнитную стрелку. Чтобы она оказалась в одной плоскости с магнитом, надо под магнит подложить деревянный брусок (рис. 51). Необходимо, чтобы учащиеся поняли и хорошо усвоили этот опыт, так как определение направления силовой линии с помощью магнитной стрелки имеет существенное значение при изучении магнитных полей, создаваемых током.

Рис. 51. Определение направления силовой линии

2-й случай. Из приведённого выше условия относительно направления силовых линий вытекает, что северный полюс магнита, помещённый в магнитное поле, должен двигаться по направлению силовой линии, а южный - по противоположному направлению.

Чтобы продемонстрировать это явление, берут намагниченную стальную иглу и втыкают её в пробку так, чтобы игла вместе с пробкой плавала вертикально в воде северным полюсом вниз (рис. 52). Чашку с водой ставят на полосовой магнит, положенный на стол. Для устойчивости чашки рядом с магнитом надо положить деревянные брусочки одинаковой толщины с магнитом.

Рис. 52. Движение полюса вдоль силовой линии

Тогда северный полюс свободно плавающей иглы (следовательно, и вся игла) своим движением укажет форму и направление силовой линии магнитного поля.

Расположение силовых линий магнитного поля. 1) Полосовой магнит. 2) Несколько маленьких магнитных стрелок. 3) Большой сильный магнит. 4) Несколько стальных шариков разного размера.

Чтобы наблюдать расположение силовых линий магнитного поля, надо в этом поле поместить возможно большее число магнитных стрелок. Чем больше взять стрелок, тем картина будет яснее и полнее; желательно их иметь не менее 20 штук. Для этого опыта нужны стрелки самого небольшого размера; годятся стрелки от маленьких игрушечных компасов; всего лучше подходят магнитные стрелки, сделанные из секундных стрелок (рис. 13).

Для опыта вокруг прямого магнита располагают более или менее равномерно магнитные стрелки; своими продольными осями стрелки встанут вдоль силовых линий и таким путём благодаря своему большому числу покажут расположение силовых линий (рис. 53).

Рис. 53. Поле прямого магнита, представленное магнитными стрелками

Рис. 54. Силовая магнитная линия в виде цепочки стальных шариков

Напряжённость магнитного поля вблизи сильного магнита настолько велика, что мелкие железные предметы прочно держатся на небольших расстояниях от магнита и своим расположением намечают направление силовых линий. Такие условия отчасти передаёт рисунок 25. Цепочка из стальных шариков располагается почти точно (если пренебречь влиянием силы тяжести) по направлению силовой линии (рис. 54). Надо применять шарики постепенно всё более и более мелкие.