Тема: «Изучение явления электромагнитной индукции»
Цель работы:экспериментально исследовать иохарактеризовать явление электромагнитной индукции;
Средства обучения:
· оборудование: катушка, два полосовых магнита, гальванометр, соединительные провода;
· методические указания к выполнению лабораторной работы.
Ход выполнения лабораторной работы
Теоретическая часть
Опыты Майкла Фарадея в 1831 году показали, что с помощью магнитного поля можно получить электрический ток в проводнике. Такой ток называют индукционным.
Явлением электромагнитной индукции называют возбуждение электрического тока в замкнутом контуре, находящимся в изменяющемся магнитном поле. Сила индукционного тока пропорциональна ЭДС индукции εi.
По закону электромагнитной индукции: , где ΔФ — изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур; Δt — время, за которое изменяется магнитный поток.
Магнитный поток Ф определяется произведением индукции магнитного поля В, площади контура S и косинуса угла α между направлением вектора индукции магнитного поля и направлением нормали к плоскости контура (рис. 1): Ф = B·Scos α
Направление индукционного тока зависит от направления магнитного поля, которое его порождает, и от того, как меняется (увеличивается, или уменьшается) магнитная индукция этого поля. Э.X. Ленц установил, что возникающий в замкнутом контуре индукционный ток направлен так, что своим магнитным полем противодействует изменению того магнитного потока, которым он вызван (правило Ленца).
При применении правила Ленца следует помнить, что за направление магнитного поля принято считать направление от северного полюса магнита к южному.
Вычисления и измерения
1. Соедините концы катушки с клеммами гальванометра. Убедитесь в отсутствии тока.
2. Поднесите магнит северным полюсом к катушке, а затем удалите его. Пронаблюдайте, что происходит со стрелкой гальванометра в обоих случаях.
3. Выполните тот же опыт, поднося магнит южным полюсом к катушке. Опишите, что происходит со стрелкой гальванометра. Сделайте вывод, сравнив с результатами предыдущего опыта.
_____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
4. Результаты наблюдений занесите в отчетную таблицу 1.
Таблица 1 – Результаты измерений и вычислений
Расположение полюсов и направление их движения | ||||
S N | S N | N S | N S | |
Отклонение стрелки гальванометра |
5.
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
Лабораторная работа № 15 |
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
6. Повторите опыты, оставив магнит неподвижным и двигая катушку:
_____________________________________________________________________________
7. Исследуйте зависимость силы индукционного тока в катушке от скорости изменения магнитного поля. Для этого с разной скоростью вводите магнит в катушку и отмечайте показания гальванометра:
− Медленно вносите магнит в катушку, заметив при этом максимальное отклонение стрелки гальванометра I1 =_______________
− Выносите магнит из катушки с прежней скоростью. Опишите поведение стрелки прибора: _________________________________________________________________________________
− Теперь быстро вносите магнит в катушку, заметьте максимальное отклонение стрелки
I2 = =_______________
− Выносите магнит с такой же скоростью. Опишите поведение стрелки прибора:
_________________________________________________________________________________
− Сравните значения индукционных токов: _____________________________________________
8. Исследуйте зависимость силы индукционного тока от взаимного расположения катушки и магнитного поля. Опыт проделайте несколько раз, поднося магнит перпендикулярно плоскости катушки (рис. 3), под углом к ней и вдоль плоскости. Скорость движения магнита старайтесь выдержать одинаковой. Каждый раз фиксируйте отклонение стрелки гальванометра:
I1 =___________; I2 =___________; I3=____________.
.
9. Сделайте вывод по проделанной работе, обобщив результаты своих наблюдений.
Вывод: ______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
Контрольные вопросы
1. В чем заключается явление электромагнитной индукции?
2. При каком направлении перемещения проводника относительно силовых линий магнитного поля в проводнике возникает индукционный ток?
3. От чего зависит сила индукционного тока?
Ответы:
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
Лабораторная работа № 16 |