Т. Электромагнитная индукция. Направление индукционного тока

При внесении в катушку магнита в ней возникает индукционный ток. Если к катушке присоединить гальванометр, то можно заметить, что направление тока будет зависеть от того приближаем ли мы магнит или удаляем его.

Магнит будет взаимодействовать с катушкой либо притягиваясь, либо отталкиваясь от нее. Это будет возникать вследствие того, что катушка с проходящим по ней током, будет подобна магниту с двумя полюсами. Направление индуцируемого тока будет определять, где у катушки будет находиться какой из полюсов.

Если приближать к катушке магнит, то в ней будет возникать индукционный ток такого направления, что катушка обязательно будет отталкиваться от магнита. Если мы будет удалять магнит от катушки, то при этом в катушке возникнет такой индукционный ток, что она будет притягиваться к магниту.

Стоит отметить, что не важно каким полюсом мы подносим или убираем магнит, всегда при подносе катушка будет отталкиваться, а при удалении притягиваться. Различие состоит в том, что при приближении магнита к катушке магнитный поток, который будет пронизывать катушку, увеличивается, так как у полюса магнита кучность линий магнитной индукции увеличивается. А при удалении магнита, магнитный поток, пронизывающий катушку, будет уменьшаться.

Узнать направление индукционного тока можно. Для этого существует правило Ленца . Оно основано на законе сохранения. Рассмотрим следующий опыт.

Имеется катушка с подключенным к ней гальванометром. К одному и краев катушки начинаем подносить магнит, например, северным полюсом. Количество линий, которые будут пронизывать поверхность каждого витка катушки, будет увеличиваться. Следовательно, будет увеличиваться и значение магнитного потока.

Так как должен выполняться закон сохранения, должно возникнуть магнитное поле, которое будет препятствовать изменению магнитного потока. В нашем случае магнитный поток увеличивался, следовательно, ток должен течь в таком направлении, чтобы линии вектора магнитной индукции, создаваемые катушкой, были направлены в противоположном направлении линиям магнитной индукции, создаваемым магнитом.

То есть они должны в нашем случае быть направлены вверх. Теперь воспользуемся правилом буравчика. Направляем большой палец правой руки по необходимому нам направлению линий магнитной индукции, то есть - вверх. Тогда остальные пальцы укажут, в какую сторону должен быть направлен индукционный ток. В нашем случае, слева на право.

Аналогичный процесс происходит при удалении магнита. Убираем магнит, магнитный поток уменьшается, следовательно, должно возникнуть поле которое будет увеличивать магнитный поток. То есть поле линии магнитной индукции, которого будут сонаправлены с линиями магнитной индукции, создаваемыми постоянным магнитом. В нашем случае эти лини направлены вниз. Опять пользуемся правилом буравчика и определяем направление индукционного тока.

Домашняя

работа по физике

за 11 класс

к учебнику «Физика. 11 класс» Г.Я Мякишев, Б.Б. Буховцев, М.: «Просвещение», 2000 г .

учебно-практическое пособие

Упражнение 1 ………..……..…………………………

Глава 2. Электромагнитные колебания

Упражнение 2 ……...…..….…..………………………

Глава 3. Производство, передача и использование

электрической энергии

Упражнение3 ………..……..……………………………

Глава 4. Электромагнитные волны

Упражнение 4 ………..……..…………………………

Глава 5. Световые волны

Упражнение 5 ………..……..…………………………

Упражнение 6 ………..……..…………………………

Глава 6. Элементы теории относительности

Упражнение 7 ………..……..…………………………

Глава 8. Световые кванты

Упражнение 8 ………..……..…………………………

Глава 9. Атомная физика

Упражнение 9 ………..……..…………………………

Глава 10. Физика атомного ядра

Упражнение 10 ………..……..…………………………

Лабораторные работы

Лабораторнаяработа№1. ..………………………….

Лабораторнаяработа№2. ..………………………….

Лабораторнаяработа№3. ..………………………….

Лабораторнаяработа№4. ..………………………….

Лабораторнаяработа№5. ..………………………….

Лабораторнаяработа№6. ..………………………….

Глава 1. Электромагнитная индукция

Упражнение 1

Задание № 1

Ключ (в схеме на рис.1) только что замкнули. Ток в нижней катушке направлен против часовой стрелки, если смотреть сверху. Каково направление тока в верхней катушке при условии, что она неподвижна?

Когда мы замкнули ключ, по нижней катушке пошел ток, направленный против часовой стрелки. По правилу буравчика мы можем определить, что вектор магнитной индукции этого тока направлен вверх. Поэтому индуктивный ток верхней катушки противодействует своим полем этому изменению (правило Ленца). Следовательно, линии магнитной индукции верхней катушки В ′ направлены вниз, а ток по правилу буравчика направлен по часовой стрелке.

Задание № 2

Магнит (рис.2, б) выдвигают из катушки. Определите направление индукционного тока в катушке.

Выдвигая магнит из катушки (например, северным полюсом), мы, таким образом, уменьшаем магнитный поток через какой-либо виток катушки. Магнитное поле индукционного тока катушки компенсирует это изменение (правило Ленца). Следовательно, индукционный ток потечет по часовой стрелке (Вектор магнитной индукции катушкиВ ′ направлен вниз). В обратном случае (магнит вытягиваем полюсомS ) мы наблюдаем обратное.

Задание № 3

Определите направление индукционного тока в сплошном кольце, к которому подносят магнит

Поднося к кольцу магнит, мы тем самым повышаем магнитный поток через поверхность кольца. Если магнит подносить полюсом S , то линии магнитной индукции идут

от кольца. В кольце появляется индукционный ток. Вектор магнитной индукции поля кольца направлен от магнита по правилу Ленца. Следовательно, ток течет против часовой стрелки. Если магнит подносить противоположным способом, то произойдет обратное.

Задание № 4

Сила тока в проводнике ОО ′ (рис.20) убывает. Найдите направление индукционного тока в неподвижном контуре ABCD и направления сил, действующих на каждую из сторон контура.

плоскости рисунка. Когда мы уменьшаем ток, мы тем самым r

уменьшаем Β . Следовательно, поток через контур тоже

уменьшается. Вектор индукции Β инд поля индукционного тока по правилу Ленца направлен так же как иВ . По правилу буравчика находим, что ток в контуре идет по часовой стрелке. Применив правило левой руки, можно выяснить, что силы действующие на проводники тока, во-первых, растягивают

рамку, стремясь увеличить ее площадь, а, во-вторых, их результирующая направлена к прямолинейному проводнику.

Задание № 5

Металлическое кольцо может свободно двигаться по сердечнику катушки, включенной в цепь постоянного тока (рис.21). Что будет происходить в моменты замыкания и размыкания цепи?

Случай замыкания и размыкания цепи эквивалентен поднесению и удалению к кольцу магнита. В первом случае при

замыкании цепи возникает ток (в катушке), направленный против часовой стрелки. Вектор магнитной индукции данного поля тока направлен влево (правило буравчика). По правилу ленца индукционный ток противодействует своим

полем данному изменению. Следовательно, вектор r

магнитной индукции Β инд индукционного тока направлен вправо. Поэтому кольцо и катушка подобны двум магнитам, расположенным одинаковыми полюсами друг к другу. Они отталкиваются.

При размыкании магнитное поле, направленное вправо, исчезает, и индукционный ток препятствует этому. Векторы магнитной индукции его поля также направлены вправо. Следовательно, кольцо притягивается к катушке.

Задание № 6

Сила тока в катушке нарастает прямо пропорционально времени. Каков характер зависимости силы тока от времени в другой катушке, индуктивно связанной с первой?

При прямо пропорциональном возрастании силы тока в катушке, модуль вектора В поля катушки также прямо пропорционально возрастает по времени (В~t ). Так какФ =ВS cosα , то магнитный поток также растет пропорционально времени (Ф~t ).

Это дает нам то, что

ε i=

∆Φ

Const постоянна во

I инд

∆t

εi (t )

Const также постоянен.

По правилу

направлен противоположно I. Но это постоянное значение тока установится не сразу. Причиной этому является явление самоиндукции.

Задание № 7

В каком случае колебания стрелки магнитоэлектрического прибора затухают быстрее: когда клеммы прибора замкнуты накоротко или когда разомкнуты?

При замкнутых клеммах колебания стрелки затухают быстрее, чем при разомкнутых. Это объясняется тем, что действие любого магнитоэлектрического прибора основано на взаимодействии подвижного контура тока с магнитным полем постоянного магнита. Ток, протекающий по рамке, создает силы

Ампера, которые в свою очередь создают вращательный момент. При разомкнутых клеммах ток по рамке прибора не течет. Следовательно, рамка совершает колебания, затухающие за счет трения. А когда клеммы замкнут, то колебания затухают не только за счет трения, но и за счет диссипативных процессов, возникающих при протекании в ней индукционного тока.

Задание № 8

Магнитный поток через контур проводника сопротивлением 3· 10–2 Ом за 2 с изменился на 1,2· 10–2 Вб. Найдите силу тока в проводнике, если изменение потока происходило равномерно.

Дано: Решение:

R = 3· 10–2 Ом

∆ t = 2 с

∆ Ф = 1,2· 10–2 Вб

I - ?

Согласно закону электромагнитной индукции ЭДС индукции ε i в замкнутом контуре равна:

ε i =∆ ∆ Φ t =∆ ∆ Φ t .

Ток I в контуре, в соответствии с законом Ома, равен:

∆Φ

1,2 10−2

А = 0,2А

3 10-2 2

R R ∆ t

Вб

[Ι ]=

ν = 900 км/ч = 250 м/с = = 2,5 102 м/сВ = 5 10-2 Тл

l = 12 м

ε i - ?

вычислим ЭДС индукции ε i , возникающую в проводнике (самолете), движущемся в однородном магнитном поле.

Пусть вектор магнитной индукции Β перпендикулярен крыльям самолета и составляет некоторый уголα с

направлением его скорости υ r . (Если у индукции магнитногоr

поля Β есть составляющая, параллельная крыльям, то ее можно не учитывать при решении задачи, так как эта составляющая вызывает силу Лоренца, направленную перпендикулярно крыльям).

Задания:

1. Определите направление индукционного тока в сплошном кольце, к которому подносят магнит (см. рис. 2.6).

2. Сила тока в проводнике ОО" (см. рис. 2.20) убывает. Определите направление индукционного тока в неподвижном контуре ABCD и направления сил, действующих на каждую из сторон контура.

3. Металлическое кольцо может свободно двигаться по сердечнику катушки, включенной в цепь постоянного тока (рис. 2.21). Что будет происходить в моменты замыкания и размыкания цепи?

4. Магнитный поток через контур проводника сопротивлением 3 * 10 -2 Ом за 2 с изменился на 1,2 * 10 -2 Вб. Определите силу тока в проводнике, если изменение потока происходило равномерно.

5. Самолет летит горизонтально со скоростью 900 км/ч. Определите разность потенциалов между концами его крыльев, если модуль вертикальной составляющей магнитной индукции земного магнитного поля 5 * 10 -5 Тл, а размах крыльев 12 м.

6. Сила тока в катушке изменяется от 1 А до 4 А за время, равное 3 с. При этом возникает ЭДС самоиндукции, равная 0,1 В. Определите индуктивность катушки и изменение энергии магнитного поля, создаваемого током.

7. В катушке индуктивностью 0,15 Гн и очень малым сопротивлением r сила тока равна 4 А. Параллельно катушке присоединили резистор сопротивлением R>>r. Какое количество теплоты выделится в катушке и в резисторе после быстрого отключения источника тока?

Решения и ответы:








Вариант № 280314

В заданиях 2–5, 8, 11–14, 17, 18, 20 и 21 записываются в виде одной цифры, которая соответствует номеру правильного ответа. Ответы к заданиям 1, 6, 9, 15, 19 записываются в виде последовательности цифр без пробелов, запятых и других дополнительных символов. Ответы к заданиям 7, 10 и 16 записываются в виде числа с учётом указанных в ответе единиц. Единицы измерения в ответе указывать не надо.

Если ва­ри­ант задан учителем, вы мо­же­те вписать от­ве­ты на за­да­ния части С или за­гру­зить их в си­сте­му в одном из гра­фи­че­ских форматов. Учи­тель уви­дит ре­зуль­та­ты вы­пол­не­ния за­да­ний части В и смо­жет оце­нить за­гру­жен­ные от­ве­ты к части С. Вы­став­лен­ные учи­те­лем баллы отоб­ра­зят­ся в вашей статистике. Полное правильное решение каждой из задач С1-С6 должно включать законы и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования расчёты с численным ответом и при необходимости рисунок, поясняющий решение.

Версия для печати и копирования в MS Word

В катушке, соединенной с гальванометром, перемещают магнит. Величина индукционного тока зависит

Правильным ответом является

1) только А

2) только Б

4) ни А, ни Б

Решение.

По закону Фарадея ЭДС магнитной индукции зависит только от скорости изменения магнитного потока. Следовательно, величина индукционного тока зависит только от скорости перемещения магнита, от того, вносят магнит в катушку или его выносят из катушки будет зависеть направление тока.

Ответ: 2

В катушке, соединенной с гальванометром, перемещают магнит. Направление индукционного тока зависит

А. от того, вносят магнит в катушку или его выносят из катушки

Б. от скорости перемещения магнита

Правильным ответом является

1) только А

2) только Б

4) ни А, ни Б

Решение.

Направление индукционного тока зависит только от того, вносят магнит в катушку или его выносят из катушки. От скорости перемещения магнита зависит величина индукционного тока, но не направление.

Правильный ответ указан под номером 1.

Ответ: 1

Катушка 1 замкнута на гальванометр и вставлена в катушку 2, через которую пропускают ток. График зависимости силы тока I , протекающего в катушке 2, от времени t показан на рисунке.

Индукционный ток в катушке 1 будет наблюдаться в период времени

1) только от 0 до t 1

2) только от t 2 до t 3

3) только от t 3 до t 4

4) от 0 до t 1 и от t 2 до t 3

Решение.

По закону Фарадея индукционный ток в катушке 1 будет наблюдаться тогда, когда ток в катушке 2 будет изменяться. Это будет происходить в промежутках от 0 до t 1 и от t 2 до t 3 .

Правильный ответ указан под номером 4.

Ответ: 4

На рисунке представлен график зависимости силы электрического тока, протекающего в резисторе, от времени. Магнитное поле вокруг проводника возникает в интервале(-ах) времени

1) только от 0 с до 6 с

2) только от 0 с до 1 с

3) только от 0 с до 1 с и от 4 с до 6 с

4) от 0 с до 8 с

Решение.

Магнитное поле возникает вокруг проводника с электрическим током, поскольку в нём движутся заряды. Ток имеется на участке только от 0 с до 6 с, поэтому на нём и будет проявляться магнитное поле.

Правильный ответ указан под номером 1.

Ответ: 1

В катушку, соединённую с гальванометром, вно­сят магнит. На­прав­ле­ние ин­дук­ци­он­но­го тока зависит

А. от ско­ро­сти пе­ре­ме­ще­ния магнита

Б. от того, каким по­лю­сом вно­сят маг­нит в катушку

Правильным от­ве­том является

1) толь­ко А

2) толь­ко Б

4) ни А, ни Б

Решение.

Согласно за­ко­ну Фарадея на­прав­ле­ние ин­дук­ци­он­но­го тока за­ви­сит от из­ме­не­ния маг­нит­но­го по­то­ка во времени. В за­ви­си­мо­сти от на­прав­ле­ния полюса, за­ви­сит направление маг­нит­но­го поля, а, следовательно, и на­прав­ле­ние тока в катушке.

Правильный ответ указан под номером 2.

Ответ: 2

Рамку с током помещают в однородное горизонтальное магнитное поле, при этом нормаль к плоскости рамки составляет некоторый угол α с линиями магнитной индукции поля (см. рисунок). Рамка может свободно вращаться вокруг своих осей симметрии. Что будет происходить с рамкой после её помещения в магнитное поле?

1) рамка останется в покое

2) рамка начнёт вращаться вокруг вертикальной оси симметрии по часовой стрелке (если смотреть сверху)

3) рамка начнёт вращаться вокруг вертикальной оси симметрии против часовой стрелки (если смотреть сверху)

4) рамка начнёт вращаться вокруг одной из горизонтальных осей симметрии

Решение.

На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера. По правилу левой руки определяем направление силы Ампера. Магнитное поле направлено от северного полюса к южному, оно должно входить в ладонь, пальцы направляем по току, тогда большой палец укажет направление силы Ампера. На дальнем конце рамки сила действует в направлении от нас, на ближнем - к нам. Следовательно, если смотреть сверху, то рамка начнёт вращаться вокруг вертикальной оси симметрии против часовой стрелки.

Правильный ответ указан под номером 3.

Ответ: 3

В первом случае полосовой магнит выдвигают из сплошного медного кольца, а во втором случае его выдвигают из стального кольца с разрезом (см. рисунок). Индукционный ток

1) не возникает ни в одном из колец

2) возникает в обоих кольцах

3) возникает только в медном кольце

4) возникает только в стальном кольце

Решение.

Согласно закону Фарадея индукционный ток возникает в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего площадь, ограниченную этим контуром. При выдвижении магнита из кольца изменяется магнитный поток, но стальное кольцо не замкнуто, поэтому ток появляется только в медном кольце.

Правильный ответ указан под номером 3.

Ответ: 3

Проволочный виток, подсоединённый к гальванометру, рав­но­мер­но перемещают пер­пен­ди­ку­ляр­но линиям ин­дук­ции B од­но­род­но­го магнитного поля слева направо, как по­ка­за­но на рисунке. Ин­дук­ци­он­ный ток в витке

1) не возникает, так как виток пе­ре­ме­ща­ют параллельно са­мо­му себе в од­но­род­ном магнитном поле

2) не возникает, так как виток пе­ре­ме­ща­ют равномерно

3) возникает, так как при пе­ре­ме­ще­нии плоскость витка пе­ре­се­ка­ют линии ин­дук­ции магнитного поля

4) возникает, так как плос­кость витка пер­пен­ди­ку­ляр­на линиям маг­нит­ной индукции

Решение.

Согласно за­ко­ну Фарадея ин­дук­ци­он­ный ток воз­ни­ка­ет в контуре, если про­ис­хо­дит изменение маг­нит­но­го потока Φ , про­ни­зы­ва­ю­ще­го этот контур, во времени. Поток равен

где B - модуль ве­кто­ра магнитной индукции, S - площадь, огра­ни­чен­ная контуром, и α - угол между пер­пен­ди­ку­ля­ром к витку и на­прав­ле­ни­ем вектора маг­нит­ной индукции. Ни одна из этих ве­ли­чин не меняется, т. к. поле од­но­род­но и рамка дви­жет­ся параллельно самой себе.

Правильный ответ указан под номером 1.

Ответ: 1

Учитель на уроке, используя катушку, замкнутую на гальванометр, и полосовой магнит (рис. 1), последовательно провёл опыты 1 и 2 по наблюдению явления электромагнитной индукции. Описание действий учителя и показания гальванометра представлены в таблице.

Какие утверждения соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений? Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.

1) Величина индукционного тока зависит от геометрических размеров катушки.

2) При изменении магнитного потока, пронизывающего катушку, в катушке возникает электрический (индукционный) ток.

3) Величина индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока, пронизывающего катушку.

4) Направление индукционного тока зависит от того, увеличивается или уменьшается магнитный поток, пронизывающий катушку.

5) Направление индукционного тока зависит от направления магнитных линий изменяющегося магнитного потока, пронизывающего катушку.

Решение.

Проанализируем утверждения.

1) Утверждение не соответствует экспериментальным данным, поскольку в обоих опытах катушка была одна и та же.

2) Утверждение соответствует экспериментальным данным.

3) Утверждение не соответствует экспериментальным данным, поскольку в обоих опытах скорость была одинакова.

4) Утверждение не соответствует экспериментальным данным, поскольку в обоих опытах магнит вносили в катушку, т. е. увеличивали поток.

5) Утверждение соответствует экспериментальным данным.

Ответ: 25.

Ответ: 25|52

Учитель на уроке, ис­поль­зуя катушку, за­мкну­тую на гальванометр, и по­ло­со­вой маг­нит (см. рисунок), по­сле­до­ва­тель­но провёл опыты по на­блю­де­нию яв­ле­ния элек­тро­маг­нит­ной индукции. Усло­вия про­ве­де­ния опы­тов и по­ка­за­ния галь­ва­но­мет­ра пред­став­ле­ны в таблице.

Выберите из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня два утверждения, ко­то­рые со­от­вет­ству­ют ре­зуль­та­там проведённых экс­пе­ри­мен­таль­ных на­блю­де­ний и за­пи­ши­те в от­ве­те цифры, под ко­то­ры­ми они указаны.

1) Ве­ли­чи­на ин­дук­ци­он­но­го тока за­ви­сит от гео­мет­ри­че­ских раз­ме­ров катушки.

2) При из­ме­не­нии маг­нит­но­го потока, про­ни­зы­ва­ю­ще­го катушку, в ка­туш­ке воз­ни­ка­ет элек­три­че­ский (индукционный) ток.

3) Ве­ли­чи­на ин­дук­ци­он­но­го тока за­ви­сит от ско­ро­сти из­ме­не­ния маг­нит­но­го потока, про­ни­зы­ва­ю­ще­го катушку.

4) На­прав­ле­ние ин­дук­ци­он­но­го тока за­ви­сит от того, уве­ли­чи­ва­ет­ся или умень­ша­ет­ся маг­нит­ный поток, про­ни­зы­ва­ю­щий катушку.

5) На­прав­ле­ние ин­дук­ци­он­но­го тока за­ви­сит от на­прав­ле­ния маг­нит­ных линий, про­ни­зы­ва­ю­щих катушку.

Решение.

Проанализируем каждое утверждение.

1) На основе данного опыта нельзя сделать вывод о зависимости индукционного тока от размеров катушки, потому что для такого вывода необходимо изменять размер катушки.

2) При внесении магнита в катушку в ней возникает ток, следовательно, можно сделать вывод, что при изменении маг­нит­но­го потока, про­ни­зы­ва­ю­ще­го катушку, в ка­туш­ке воз­ни­ка­ет элек­три­че­ский (индукционный) ток.

3) Из рисунка видно, что при большей скорости внесения магнита в катушку сила тока через катушку увеличивается, то есть величина индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного поля.

4) На основании данного опыта нельзя сделать вывод о зависимости направления индукционного тока от характера изменения магнитного потока.

5) На основании данного опыта нельзя сделать вывод о зависимости направления индукционного тока от направления магнитных линий, пронизывающих катушку.

Ответ: 23.

Ответ: 23|32

Используя две катушки, одна из ко­то­рых под­со­еди­не­на к ис­точ­ни­ку тока, а дру­гая за­мкну­та на амперметр, уче­ник изу­чал яв­ле­ние элек­тро­маг­нит­ной индукции. На ри­сун­ке А пред­став­ле­на схема эксперимента, а на ри­сун­ке Б - по­ка­за­ния ам­пер­мет­ра для мо­мен­та за­мы­ка­ния цепи с ка­туш­кой 1 (рис. 1), для уста­но­вив­ше­го­ся по­сто­ян­но­го тока, про­те­ка­ю­ще­го через ка­туш­ку 1 (рис. 2), и для мо­мен­та раз­мы­ка­ния цепи с ка­туш­кой 1 (рис. 3).

Из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня вы­бе­ри­те два утверждения, со­от­вет­ству­ю­щих экс­пе­ри­мен­таль­ным наблюдениям. Ука­жи­те их номера.

1) В ка­туш­ке 1 элек­три­че­ский ток про­те­ка­ет толь­ко в мо­мент за­мы­ка­ния и раз­мы­ка­ния цепи.

2) На­прав­ле­ние ин­дук­ци­он­но­го тока за­ви­сит от ско­ро­сти из­ме­не­ния маг­нит­но­го потока, про­ни­зы­ва­ю­ще­го катушку 2.

3) При из­ме­не­нии маг­нит­но­го поля, со­зда­ва­е­мо­го ка­туш­кой 1, в ка­туш­ке 2 воз­ни­ка­ет ин­дук­ци­он­ный ток.

4) На­прав­ле­ние ин­дук­ци­он­но­го тока в ка­туш­ке 2 за­ви­сит от того, уве­ли­чи­ва­ет­ся или умень­ша­ет­ся элек­три­че­ский ток в ка­туш­ке 1.

5) Ве­ли­чи­на ин­дук­ци­он­но­го тока за­ви­сит от маг­нит­ных свойств среды.

Решение.

1) Ка­туш­ка 1 под­со­еди­не­на к ис­точ­ни­ку тока и ток в ней течет толь­ко когда цепь замкнута.

Лабораторная работа №4
Изучение явления электромагнитной индукции

Цель работы: изучить явление электромагнитной индукции.

Оборудование: миллиамперметр, катушка-моток, магнит дуго­образный, источник питания, катушка с железным сердечником от разборного электромагнита, реостат, ключ, провода соединительные, модель генератора электрического тока (одна на класс).

Указания к работе

1. Подключите катушку-моток к зажимам миллиамперметра.

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 нее (рис. 184). Запишите, возникал ли в катушке индукционный ток во вре­мя движения магнита относительно катушки; во время его остановки.

3. Запишите, менялся ли маг­нитный поток Ф, пронизывающий катушку, во время движения маг­нита; во время его остановки.

4. На основании ваших ответов на предыдущий вопрос сделайте и запишите вывод о том, при каком условии в катушке возникал индук­ционный ток.

5. Почему при приближении магнита к катушке магнитный по ток, пронизывающий эту катушку, менялся? (Для ответа на этот вопрос вспомните, во-первых, от каких величин зависит магнитный поток Ф и, во-вторых, одинаков ли модуль вектора индукции В магнитного поля постоянного магнита вблизи этого магнита и вдали от него.)

от нулевого деления отклоняется стрелка миллиамперметра

Проверьте, одинаковым или различным будет направление индукционного тока в катушке при приближении к ней и удалении от нее одного и того же полюса магнита.

7. 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.

При большей или меньшей скорости движения магнита относительно катушки магнитный поток Ф, пронизывающий эту катушку менялся быстрее?

При быстром или медленном изменении магнитного потокг сквозь катушку в ней возникал больший по модулю ток?

На основании вашего ответа на последний вопрос сделайте и за пишите вывод о том, как зависит модуль силы индукционного тока, возникающего в катушке, от скорости изменения магнитного потока Ф пронизывающего эту катушку.

8. Соберите установку для опыта по рисунку 185.

9. Проверьте, возникает ли в катушке-мотке 1 индукцион­ный ток в следующих случаях:

а) при замыкании и размыка­нии цепи, в которую включена
катушка 2;

б) при протекании через катушку 2 постоянного тока;

в) при увеличении и уменьшении силы тока, протекающего через катушку 2, путем перемещения в соответствующую сторону движка реостата.

10. В каких из перечисленных в пункте 9 случаев меняется маг­нитный поток, пронизывающий катушку 1 ? Почему он меняется?

11. Пронаблюдайте возникновение электрического тока в модели генератора (рис. 186). Объясните, почему в рамке, вращающейся в магнитном поле, возникает индукционный ток.