Тест с ответами: “Электромагнитное поле”
1. Что образуется вокруг неподвижных электрических зарядов в пространстве?
1) Магнитное поле.
2) Электрическое поле.+
3) Электромагнитное поле.
4) Вакуум.
2.Около чего наиболее сильно проявляется магнитное действие любого магнита?
1) Оси магнита.
2) Магнитной линии.
3) Магнитной аномалии.
4) Полюса магнита.+
3.Куда всегда указывает южный конец магнитной стрелки?
1) Северный географический полюс Земли.+
2) Южный магнитный полюс Земли.
3) Экватор.
4) На южный географический полюс Земли.
5. Выберите верное утверждение о силовых линиях вихревого электрического и магнитного полей?
1) Силовые линии этих полей замкнуты+
2) Силовые линии этих полей разомкнуты
3) У магнитного поля силовые линии замкнуты, а у вихревого электрического разомкнуты
4) У вихревого электрического поля силовые линии замкнуты, а у магнитного разомкнуты
6. Выберите верное утверждение о силовых линиях вихревого электрического и электростатического полей?
1) Силовые линии этих полей замкнуты
2) Силовые линии этих полей начинаются на положительных зарядах, а заканчиваются на отрицательных
3) У вихревого электрического поля силовые линии замкнуты; а у электростатического начинаются на положительных зарядах, а заканчиваются на отрицательных+
4) Силовые линии этих полей начинаются на отрицательных зарядах, а заканчиваются на положительных
7.Что такое силовые линии магнитного поля прямого тока?
1) Окружности.
2) Концентрические замкнутые линии, которые охватывают проводник с током.+
3) Кривые, которые располагаются около проводника.
4) Спиралевидные линии.
8. В каком случае становится возможным увеличение подъёмной силы электромагнита?
1) Если увеличить силу тока в его обмотке.+
2) Если заменить металлический сердечник на пластиковый.
3) Если уменьшить число витков в обмотке.
4) Если увеличить площадь сечения катушки.
9.Линии магнитного поля всегда…
1) Замкнуты, непрерывны, иногда пересекаются.
2) Незамкнуты, непрерывны, не пересекаются, выходят из северного и
заходят в южный полюс.+
3) Замкнуты, непрерывны, не пересекаются, выходят из северного и
заходят в южный полюс.
3) Замкнуты, непрерывны, не пересекаются, выходят из южного и
заходят в северный полюс.
4) Незамкнуты, непрерывны, не пересекаются, выходят из центра
магнита.
10. Соотнесите фамилию ученого и его наблюдение/открытие
А. Ампер
Б. Эрстед
В. Фарадей
Г. Ленц
1) взаимодействие магнитной стрелки и проводника с током;
2) определение индукционного тока в замкнутом проводящем кольце;
3) взаимодействие неподвижных электрических зарядов;
4) связь между изменением магнитного потока и возникновением индукционного тока в катушке;
Д. взаимодействие параллельных токов.
Ответ: 1-В, 2-А,3-Г,4-Б
11. Кто из данных ученых высказал предположение, что возле движущихся заряженных частиц возникает магнитное поле?
1) Гилберт
2) Эрстед
3) Ампер+
4) Фарадей
12. Кто был первым, кто высказал предположение о том, что если магнитное поле сквозь замкнутый проводящий контур меняется, то оно способно породить электрический ток?
1) Гилберт
2) Эрстед
3) Ампер
4) Фарадей+
13.Электромагнитная индукция – это явление порождения в пространстве…
1) электрического поля переменным магнитным;+
2) магнитного поля электрическим зарядом;
3) электрического тока в замкнутом проводнике;
4) магнитного поля движущимися зарядами.
14. Сколько составляет КПД мощных электродвигателей?
1) до 98%+
2) до 30 %
3) до 60%
4) до 40%
Проверочные тесты в 9 классе по теме «Электромагнитные явления»
Тест № 1. Магнитное поле. Электромагниты. Постоянные магниты. Магнитное поле Земли.
(В заданиях 1-10 выбрать один правильный ответ. Каждый правильный ответ оценивается в 0,5 балла. Время выполнения 5-7 минут).
1. Если электрические заряды неподвижны, то вокруг них в пространстве образуется…
Б) Электрическое поле.
В) Электромагнитное поле.
2.Наиболее сильно магнитное действие любого магнита проявляется около…
В) Магнитной аномалии.
3.Южный конец магнитной стрелки всегда указывает на..
А) Северный географический полюс Земли.
Б) Южный магнитный полюс Земли.
Г) На южный географический полюс Земли.
4.Металлические опилки около полюса магнита располагаются «ёжиком» потому, что …
А) Они испытывают кулоновское отталкивание.
В) Не действует притяжение.
Г) Сильнее проявляется магнитное взаимодействие.
Б) Концентрические замкнутые линии, которые охватывают проводник с током.
В) Кривые, которые располагаются около проводника.
Г) Спиралевидные линии.
6. На рисунке два проводника, если их подключить к источникам тока…
А) Будут отталкиваться.
Б) Будут притягиваться.
В) Не будут взаимодействовать.
Г) Сначала притянутся друг к другу, а потом оттолкнутся.
7. Если полосовой магнит (см. рисунок) разломать пополам, будут ли обладать магнитными свойствами концы K и L?
А) Конец К станет северным магнитным полюсом, а конец L – южным.
Б) Конец L станет северным магнитным полюсом, а конец К – южным.
В) Концы К и L не будут обладать магнитными свойствами.
Г) Все будет зависеть от направления северного конца магнитной стрелки.
8.Какие факты не подтверждают наличие магнитного поля Земли?
В) Притягивание металлических опилок к магниту.
Г) Помехи в радиоэфире.
9.На рисунке две булавки притягиваются к магниту. Почему свободные концы булавок отталкиваются?
А) Они заряжены одноименными зарядами.
Б) Они имеют разноименные заряды.
В) Они приобрели магнитные свойства, и на их свободных концах образовались одинаковые полюса.
Г) На них не действует гравитационное поле Земли.
10. Увеличить подъёмную силу электромагнита возможно, если…
А) Увеличить силу тока в его обмотке.
Б) Заменить металлический сердечник на пластиковый.
В) Уменьшить число витков в обмотке.
Г) Увеличить площадь сечения катушки.
Тест № 2. Магнитное поле проводника с током. Действие магнитного поля на проводник с током
(В заданиях 1-10 выбрать один правильный ответ. Каждый правильный ответ оценивается в 0,5 балла. Время выполнения 5-7 минут).
Выберите верное утверждение:
1.Линии магнитного поля всегда…
А. Замкнуты, непрерывны, иногда пересекаются.
Б. Незамкнуты, непрерывны, не пересекаются, выходят из северного и
заходят в южный полюс.
В. Замкнуты, непрерывны, не пересекаются, выходят из северного и
заходят в южный полюс.
В. Замкнуты, непрерывны, не пересекаются, выходят из южного и
заходят в северный полюс.
Г. Незамкнуты, непрерывны, не пересекаются, выходят из центра
2.Линии магнитного поля прямого проводника с током это …
А. Вокруг проводника с током нет магнитного поля.
Б. Замкнутые концентрические окружности, охватывающие проводник.
В. Прямые линии, направленные всегда по перпендикуляру к поверхности проводника.
Г. Кривые линии, выходящие из одного конца проводника.
3. Используя правило буравчика установите, направление линий магнитной индукции прямого тока 
А. а) по часовой стрелке, б) против часовой стрелки.
Б. а) против часовой стрелки, б) по часовой стрелке.
В. а) «к нам», б) «от нас».
Г. а) «от нас», б) «к нам».
На рисунке представлены поперечные сечения двух прямых токов и линий магнитной индукции. Укажите направления тока в проводниках
А. а) по часовой стрелке, б) против часовой стрелки;
Б. а) против часовой стрелки, б) по часовой стрелке;
В. а) «к нам», б) «от нас»;
Г. а) «от нас», б) «к нам».
5. Чтобы увеличить магнитное поле катушки нужно…
А. Уменьшить силу тока в цепи;
Б. Уменьшить количество витков катушки;
В.Ввести в катушку алюминиевый сердечник;
Г. Ввести в катушку железный сердечник.
6. Чтобы поменять магнитные полюсы катушки с током на противоположные нужно…
А. Изменить силу тока в катушке;
Б. Изменить количество витков в катушке;
В. Ввести в катушку железный сердечник;
Г. Изменить направление тока в катушке;
7. При работе электродвигателя используется явление…
А. Вращения рамки в магнитном поле;
Б. Вращения рамки с током в пространстве;
В. Вращения рамки с током в магнитном поле;
Г. Прямолинейного движения рамки с током.
8. На рисунке изображен магнит и его спектр линий магнитного поля. Определите полюса магнита.
А. южный – А, северный – В;
Б. южный – А, северный – А;
Г. северный – А, южный – В.
9. На рисунке изображен проводник с током, помещенный между полюсами постоянных магнитов. Выбрать правильное утверждение.
А. Сила Ампера направлена вниз;
Б. Линии магнитного поля направлены с право налево;
В. Ток в проводнике направлен на наблюдателя;
Г. Сила Ампера направлена вверх.
10. Установить соответствие между фамилией ученого и его наблюдением или открытием
А. взаимодействие магнитной стрелки и проводника с током;
Б. определение индукционного тока в замкнутом проводящем кольце;
В. взаимодействие неподвижных электрических зарядов;
Г. связь между изменением магнитного потока и возникновением индукционного тока в катушке;
Д. взаимодействие параллельных токов.
Тест № 3. Электрический двигатель. Электромагнитная индукция. Генератор электрического тока.
( В заданиях 1-10 выбрать один правильный ответ. Каждый правильный ответ оценивается в 0,5 балла. Время выполнения 5-7 минут)
1.Кто из ученых высказал предположение, что возле движущихся заряженных частиц возникает магнитное поле?
2.Предположение о том, что если магнитное поле сквозь замкнутый проводящий контур меняется, то оно способно породить электрический ток, первым выказал…
3.Электромагнитная индукция – это явление порождения в пространстве…
А) электрического поля переменным магнитным;
Б) магнитного поля электрическим зарядом;
В) электрического тока в замкнутом проводнике;
Г) магнитного поля движущимися зарядами.
4. Индукционный ток – это …
А) переменный электрический ток;
Б) ток, протекающий в проводнике, находящемся в магнитном поле;
В) движение зарядов в переменном электрическом поле;
Г) движение зарядов в проводнике, находящемся в переменном магнитном поле.
5. В проводнике на рисунке электрический ток направлен
А) влево
6. По направлению тока в проводнике и действующей на него силе Ампера определите полюса магнита.
А) слева – северный, справа – южный;
В) зависит от движения заряженных частиц в проводнике;
Г) зависит от направления на северный полюс Земли.
7. Турбогенератором называют устройство, в котором соединяют…
А) электродвигатель и турбину
Б) генератор и паровую турбину
В) генератор и гидротурбину
8. Явление, используемое в устройстве электродвигателя, это …
А) вращение рамки с током в магнитном поле
Б) переменное вращение рамки с током
В) вращение рамки в магнитном поле
Г) вращение любых деталей
9. КПД мощных электродвигателей составляет…
А) тепловая энергия топлива преобразуется в электрическую энергию;
Б) тепловая энергия топлива преобразуется в магнитную энергию;
В) потенциальная энергия воды преобразуется в электрическую энергию тока;
Г) потенциальная энергия воды преобразуется в магнитную энергию.
1 Б, 2 Г, 3 А, 4 Б, 5 Б, 6 А, 7 Б, 8 В, 9 В, 10 А.
1 В, 2 Г, 3 А, 4 Г, 5 А, 6 А, 7 Б, 8 А, 9 А, 10 В.
Электрическое поле. Действие электрического поля на электрические заряды.
Электрическое поле — это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие электрически заряженных частиц.
Введение понятия электрического поля понадобилось для объяснения взаимодействия электрических зарядов, т. е. для получения ответа на вопросы: почему возникают силы, действующие на заряды, и как они передаются от одного заряда к другому?
Понятия электрического и магнитного полей ввел великий английский физик Майкл Фарадей. Согласно идее Фарадея, электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждый из них создает в окружающем пространстве электрическое поле. Поле одного заряда действует на другой заряд, и наоборот. По мере удаления от заряда поле ослабевает.
С введением понятия поля в физике утвердилась теория близкодействия, главным отличием которой от теории дальнодействия является идея о существовании определенного процесса в пространстве между взаимодействующими телами, который длится конечное время.
Идея эта получила подтверждение в работах великого английского физика Дж. К. Максвелла, который теоретически доказал, что электромагнитные взаимодействия должны распространяться в пространстве с конечной скоростью — с, равной скорости света в вакууме (300 000 км/с). Экспериментальным доказательством этого утверждения явилось изобретение радио.
Электрическое поле возникает в пространстве, окружающем неподвижный заряд, точно так же, как вокруг движущихся зарядов — токов либо постоянных магнитов — возникает магнитное поле. Магнитные и электрические поля могут превращаться друг в друга, образуя единое электромагнитное поле. Электрическое поле (как и магнитное) является лишь частным случаем общего электромагнитного поля. Переменные электрические и магнитные поля могут существовать и без зарядов и токов, их породивших. Электромагнитное поле переносит определенную энергию, а также импульс и массу. Таким образом, электромагнитное поле — физическая сущность, обладающая определенными физическими свойствами.
Итак, природа электрического поля состоит в следующем:
1. Электрическое поле материально, оно существует независимо от нашего сознания.
2. Главным свойством электрического поля является действие его на электрические заряды с некоторой силой. По этому действию устанавливается факт его существования. Действие поля на единичный заряд — напряженность поля — является одной из его основных характеристик, по которой изучается распределение поля в пространстве.
Электрическое поле неподвижных зарядов называют электростатическим. Со временем оно не меняется, неразрывно связано с зарядами, его породившими, и существует в пространстве, их окружающем.
Представление о магнитном поле
Мы все знаем, что такое постоянные магниты. Магниты – это металлические тела, притягивающиеся к другим магнитам и к некоторым металлам. То, что располагается вокруг магнита и взаимодействует с окружающими предметами (притягивает или отталкивает некоторые из них), называется магнитным полем.
Источником любого магнитного поля являются движущиеся заряженные частицы. А направленное движение заряженных частиц называется электрическим током. То есть, любое магнитное поле вызывается исключительно электрическим током.
За направление электрического тока принимают направление движения положительно заряженных частиц. Если же движутся отрицательные заряды, то направление тока считается обратным движению таких зарядов. Представьте себе, что по кольцевой трубе течет вода. Но мы будем считать, что некий «ток» при этом движется в противоположном направлении. Электрический ток обозначается буквой I.
В металлах ток образуется движением электронов – отрицательно заряженных частиц. На рисунке ниже, электроны движутся по проводнику справа налево. Но считается, что электрический ток направлен слева направо.
Это произошло потому, что когда начали изучение электрические явления, не было известно, какими именно носителями чаще всего переносится ток.
Если мы посмотрим на этот проводник с левой стороны, так, чтобы ток шел «от нас», то магнитное поле этого тока будет направлено вокруг него по часовой стрелке.
Если рядом с этим проводником расположить компас, то его стрелка развернется перпендикулярно проводнику, параллельно «силовым линиям магнитного поля» — параллельно черной кольцевой стрелке на рисунке.
Если мы возьмем шарик, имеющий положительный заряд (имеющий дефицит электронов) и бросим его вперед, то вокруг этого шарика появится точно такое же кольцевое магнитное поле, закручивающееся вокруг него по часовой стрелке.
Ведь здесь тоже имеет место направленное движение заряда. А направленное движение зарядов есть электрический ток. Если есть ток, вокруг него должно быть магнитное поле.
Движущийся заряд (или множество зарядов – в случае электрического тока в проводнике) создает вокруг себя «тоннель» из магнитного поля. Стенки этого «тоннеля» «плотнее» вблизи движущего заряда. Чем дальше от движущегося заряда, тем слабее напряженность («сила») создаваемого им магнитного поля. Тем слабее реагирует на это поле стрелка компаса.
Закономерность распределение напряженности магнитного поля вокруг его источника такая же, как закономерность распределения электрического поля вокруг заряженного тела – она обратно пропорциональна квадрату расстояния до источника поля.
Если положительно заряженный шарик перемещается по кругу, то кольца магнитных полей, образующихся вокруг него по мере его движения, суммируются, и мы получим магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости, в которой перемещается заряд:
Магнитный «тоннель» вокруг заряда оказывается свернутым в кольцо и напоминает по форме тор (бублик).
Такой же эффект получается, если свернуть в кольцо проводник с током. Проводник с током, свернутый в многовитковую катушку называется электромагнитом. Вокруг катушки складываются магнитные поля движущихся в ней заряженных частиц — электронов.
А если заряженный шарик вращать вокруг его оси, то у него появится магнитное поле, как у Земли, направленное вдоль оси вращения. В данном случае током, вызывающим появление магнитного поля, является круговое движение заряда вокруг оси шарика – круговой электрический ток.
Здесь, по сути, происходит то же самое, что и при движении шарика по кольцевой орбите. Только радиус этой орбиты уменьшен до радиуса самого шарика.
Все сказанное выше справедливо и для шарика заряженного отрицательно, но его магнитное поле будет направлено в противоположную сторону.
Данный эффект был обнаружен в опытах Роуланда и Эйхенвальда. Эти господа регистрировали магнитные поля вблизи вращающихся заряженных дисков: рядом с этими дисками начинала отклоняться стрелка компаса. Направления магнитных полей в зависимости от знака заряда дисков и направления их вращения, показаны на рисунке:
При вращении незаряженного диска, магнитные поля не обнаруживались. Не было магнитных полей и вблизи неподвижных заряженных дисков.
Модель магнитного поля движущегося заряда
Чтобы запомнить направление магнитного поля движущегося положительного заряда, мы представим себя на его месте. Поднимем правую руку вверх, затем укажем ею направо, затем опустим ее вниз, затем укажем влево и вернем руку в исходное положение – вверх. Затем повторим это движение. Наша рука описывает круги по часовой стрелке. Теперь начнем движение вперед, продолжая вращать рукой. Движение нашего тела – аналог движения положительного заряда, а вращение руки по часовой стрелке – аналог магнитного поля заряда.
Теперь представьте себе, что вокруг нас находится тонкая и прочная эластичная паутина, похожая на струны пространства, которые мы рисовали, создавая модель электрического поля.
Когда мы движемся сквозь эту трехмерную «паутину», из-за вращения руки, она, деформируясь, смещается по часовой стрелке, образуя подобие спирали, словно бы наматываясь в катушку вокруг заряда.
Сзади, за нами, «паутина» восстанавливает свою правильную структуру. Примерно так можно представлять себе магнитное поле положительного заряда, движущегося прямо.
А теперь попробуйте двигаться не прямо вперед, а по кругу, например, поворачивая при ходьбе налево, при этом вращая рукой по часовой стрелке. Представьте себе, что вы движетесь через нечто, напоминающее желе. Из-за вращения вашей руки, внутри круга, по которому вы движетесь, «желе» будет смещаться вверх, образуя горб над центром круга. А под центром круга, образуется впадина из-за того, что часть желе сместилось вверх. Так можно представлять себе формирование северного (горб сверху) и южного (впадина снизу) полюсов при движении заряда по кольцу или его вращения.
Если при ходьбе вы будете поворачивать направо, то «горб» (северный полюс) сформируется снизу.
Аналогично можно сформировать представление о магнитном поле движущегося отрицательного заряда. Только вращать рукой нужно в противоположную сторону – против часовой стрелки. Соответственно, магнитное поле будет направлено в противоположную сторону. Просто каждый раз следите за тем, в какой сторону ваша рука выталкивает «желе».
Такая модель наглядно демонстрирует то, почему северный полюс одного магнита притягивается к южному полюсу другого магнита: «горб» одного из магнитов втягивается во «впадину» второго магнита.
И еще эта модель показывает, почему не существуют отдельных северных и южных полюсов магнитов, как бы мы их не разрезали – магнитное поле представляет собой вихревую (замкнутую) «деформацию пространства» вокруг траектории движущегося заряда.
У электрона было обнаружено магнитное поле, такое, какое у него должно быть в том случае, если бы он был шариком, вращающимся вокруг своей оси. Это магнитное поле назвали спином (от английского to spin — вращаться).
Кроме того, у электрона существует еще и орбитальный магнитный момент. Ведь электрон не только «вращается», но движется по орбите вокруг ядра атома. А движение заряженного тела порождает магнитное поле. Так как электрон заряжен отрицательно, магнитное поле, вызванное его движением по орбите, будет выглядеть так:
Если направление магнитного поля, вызванного движением электрона по орбите, совпадает с направлением магнитного поля самого электрона (его спином), эти поля складываются и усиливаются. Если же эти магнитные поля направлены в разные стороны, они вычитаются и ослабляют друг друга.
Кроме того, могут суммироваться или вычитаться друг из друга магнитные поля других электронов атома. Этим объясняется наличие или отсутствие магнетизма (реакции на внешнее магнитное поле или наличие собственного магнитного поля) некоторых веществ.
Эта статья — отрывок из книги об азах химии. Сама книга здесь:
sites.google.com/site/kontrudar13/himia
UPD: Материал предназначен, в первую очередь, для школьников средних классов. Возможно, Хабр не место для подобных вещей, Но где место? Нет его.