Лабораторные работы — Работа № — 10 — стр. 239

Изучение явления электромагнитной индукции

Цель работы:
Изучить явление электромагнитной индукции.

Приборы и материалы:
- Миллиамперметр
- Катушка-моток
- Магнит дугообразный
- Источник тока
- Катушка с железным сердечником от разборного электромагнита
- Реостат
- Ключ
- Соединительные провода

Указания к работе:

1. Подключите катушку-моток к зажимам миллиамперметра.
- Подключите катушку-моток таким образом, чтобы миллиамперметр показывал изменение тока, возникающего в катушке.

2. Наблюдая за показаниями миллиамперметра, подводите один из полюсов магнита к катушке, потом на несколько секунд остановите магнит, а затем вновь приближайте его к катушке, вдвигая в неё.
- Запишите, возникал ли в катушке индукционный ток во время движения магнита относительно катушки и во время его остановки.
- Вывод: Индукционный ток возникает только при изменении магнитного потока, т.е. когда магнит двигается относительно катушки. При остановке магнита индукционный ток не возникает, так как магнитный поток становится постоянным.

3. Запишите, менялся ли магнитный поток, пронизывающий катушку, во время движения магнита и во время его остановки.
- При движении магнита магнитный поток, пронизывающий катушку, изменяется, поскольку меняется количество магнитных линий, пересекающих катушку.
- При остановке магнита поток становится постоянным, и индукционный ток не возникает.

4. Объясните, почему при приближении магнита к катушке магнитный поток, пронизывающий эту катушку, меняется.
- Магнитный поток изменяется, потому что при приближении магнита к катушке увеличивается количество магнитных линий, проходящих через катушку, что и вызывает индукцию тока в катушке.

5. Проверьте, одинаковым или различным будет направление индукционного тока в катушке при приближении к ней и удалении от неё одного и того же полюса магнита.
- Направление индукционного тока будет противоположным при приближении и удалении магнита. Это связано с законом Ленца, который гласит, что индукционный ток всегда направлен так, чтобы противодействовать изменению магнитного потока.

6. Приближайте полюс магнита к катушке с такой скоростью, чтобы стрелка миллиамперметра отклонялась не более чем на половину предельного значения его шкалы. Повторите тот же опыт, но при большей скорости движения магнита, чем в первом случае.
- В первом случае индукционный ток будет меньшим, а во втором — большим. Сила индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока: чем быстрее движется магнит, тем быстрее изменяется магнитный поток, и тем больше будет индукционный ток.

7. Сделайте и запишите вывод о том, как зависит сила индукционного тока, возникающего в катушке, от скорости изменения магнитного потока, пронизывающего эту катушку.
- Сила индукционного тока прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока. Чем быстрее меняется магнитный поток, тем сильнее индукционный ток.

8. Соберите установку для опыта по рисунку 181.
- Соберите схему с катушкой и реостатом, чтобы наблюдать изменения в индукции при изменении силы тока в катушке.

9. Проверьте, возникает ли в катушке-мотке индукционный ток в следующих случаях:
- а) При замыкании и размыкании цепи, в которую включена катушка 2.
- При замыкании и размыкании цепи через катушку 2 происходит изменение магнитного потока, что вызывает индукционный ток в катушке 1.
- б) При протекании через катушку 2 постоянного тока.
- При постоянном токе в катушке 2 магнитный поток не меняется, и индукционный ток не возникает.
- в) При увеличении и уменьшении силы тока, протекающего через катушку 2, путём перемещения в соответствующую сторону ползунка реостата.
- Изменение силы тока в катушке 2 приводит к изменению магнитного потока, что вызывает индукцию тока в катушке 1.

10. Сделайте вывод, в каких случаях меняется магнитный поток, пронизывающий катушку 1, и почему.
- Магнитный поток через катушку 1 меняется в случае, когда меняется сила тока в катушке 2, а также при замыкании или размыкании цепи, через которую проходит ток. Эти изменения приводят к изменению магнитного поля, что и вызывает индукцию.

Вывод:
Электромагнитная индукция возникает только при изменении магнитного потока, который проходит через катушку. Направление индукционного тока зависит от направления изменения магнитного потока, а сила индукционного тока пропорциональна скорости изменения этого потока.