Магнитное поле и его особенности

Понятие магнитного поля — основное понятие темы «Магнитное поле». С магнитным полем учащихся знакомят после того, как их уже ознакомили с электростатическим и электрическим стационарным полями. Поэтому, изучая свойства магнитного поля, целесообразно сравнивать свойства и особенности этих полей.

Сначала рассмотрим магнитное поле, которое связано с равномерно движущимся зарядом или постоянным током. В отличие от электростатического и стационарного полей, магнитное поле не потенциально, а имеет вихревой характер. У десятиклассников возникают особые трудности при выяснении вопроса: почему магнитное поле не является потенциальным? Дело в том, что обычно потенциальный характер электростатического поля утверждается из равенства нулю работы по перемещению заряда по замкнутому контуру в данном поле. Если же работа по перемещению заряда вдоль замкнутого контура в некотором поле отлична от нуля, то поле будет вихревым. Далее рассуждают аналогично: раз магнитное поле вихревое, то работа сил магнитного поля по замкнутому пути не равна нулю. Но при изучении действия магнитного поля на заряды (сила Лоренца) школьников убеждают в том, что магнитное поле вообще не совершает работы при перемещении зарядов.

Вихревое поле нельзя описать с помощью скалярной величины, подобно потенциалу электростатического поля ц.

Изучение свойств электрического и магнитного полей целесообразно проводить в одной и той же последовательности, так как это позволит лучше выявить различие этих видов полей. Сначала показывают, что магнитное поле действует только на движущиеся электрические заряды (на покоящиеся оно не действует).

Если в магнитное поле вводят проводник с током, и он при этом перемещается, то в этом магнитном поле работа совершается. Она связана с действием силы Ампера.

Магнитные силы не центральны, следовательно, магнитное поле не может быть центральным.

Работа магнитных сил равна нулю. Магнитное поле не совершает работы над зарядами. Магнитное поле, как и электростатическое, обладает некоторым запасом энергии. Надо помнить, что говорить о количественном выражении энергии магнитного поля можно только после ознакомления школьников с явлением электромагнитной индукции.

Выясняя свойства магнитного поля, необходимо не только указать на вихревой характер данного поля, но и показать спектры различных полей: прямолинейного проводника с током, контура, соленоида. Следует научить учащихся практически определять направление силы, действующей на заряд и проводник с током в магнитном поле, а также направление линий вектора магнитной индукции.

Кроме того, подчеркивают и экспериментально подтверждают, что магнитное поле связано с любым движущимся зарядом.