Лабораторная работа № 12 «Исследование явления электромагнитной индукции»

(Лабораторная работа - дистанционная выполняется в домашних условиях)

Цель работы: Научиться определять ЭДС индукции.

Задание:

1. Ответить на вопросы

Напишите формулу для расчёта:

- магнитного потока.

- силы, действующей на проводник с током.

- магнитной индукции.

- силы, действующей на движущийся заряд.

- закон электромагнитной индукции

- ЭДС самоиндукции

2. Решите задачи

Подгруппа 1

Задача 1(1 балл). Сколько витков должна иметь катушка, чтобы при изменении магнитного потока внутри нее от 0,024Вб до 0,056Вб за промежуток времени 0,32с в катушке возникала средняя ЭДС индукции 10В?

Задача 2(1 балл). Квадратная рамка из тонкого провода со стороной х находится в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости рамки. Индукция магнитного поля растет прямо пропорционально от 0 до максимального за время t. Как изменится ЭДС индукции, возникшая в рамке, если х уменьшить в 3 раза, В увеличить в 9 раза.

Задача 3(1 балл). Проволочная прямоугольная рамка со сторонами 10 и 9 см расположена в однородном магнитном поле перпендикулярно к линиям магнитной индукции. Определить индукцию этого поля, если при его исчезновении за 0,02 с в рамке наводится средняя ЭДС 5·10^-3 В.

Задача 4(1 балл). Автомобиль движется со скоростью 100 км/ч. Определите разность потенциалов на концах передней оси машины, если длина оси 160 см, а вертикальная составляющая напряженности магнитного поля Земли 35 А/м.

Подгруппа 2

Задача 1(1 балл). Сколько витков должна иметь катушка, чтобы при изменении магнитного потока внутри нее от 0,034Вб до 0,066Вб за промежуток времени 0,3с в катушке возникала средняя ЭДС индукции 15В?

Задача 2(1 балл). Квадратная рамка из тонкого провода со стороной х находится в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости рамки. Индукция магнитного поля растет прямо пропорционально от 0 до максимального за время t. Как изменится ЭДС индукции, возникшая в рамке, если х увеличить в 2 раза, В уменьшить в 4 раза.

Задача 3(1 балл). Проволочная прямоугольная рамка со сторонами 14 и 6 см расположена в однородном магнитном поле перпендикулярно к линиям магнитной индукции. Определить индукцию этого поля, если при его исчезновении за 0,03с в рамке наводится средняя ЭДС 2·10^-3 В.

Задача 4(1 балл). Автомобиль едет со скоростью 90 км/ч. Определите разность потенциалов на концах передней оси машины, если длина оси 0,150м, а вертикальная составляющая напряженности магнитного поля Земли 20 А/м.

Методические указания:

Пример 1. За 5 мс магнитный поток, пронизывающий контур, убывает с 9 до 4 мВб. Найти ЭДС индукции в контуре.

Дано:                                                              Решение

Найти ε.                                                 ε = 1 В               

                                                               Ответ: ε = 1 В

Пример 2. В витке, выполненном из алюминиевого провода длиной 10 см и площадью поперечного сечения 1,4 мм², скорость изменения магнитного потока 10 мВб/c. Найти силу индукционного тока.

Пример 3. Сколько витков должна содержать катушка с площадью поперечного сечения 50 см², чтобы при изменении магнитной индукции от 0,2 до 0,3 Тл в течение 4 мс в ней возбуждалась ЭДС 10 В?

Пример 4. С какой скоростью надо перемещать проводник, длина активной части которого I м, под углом 60° к линиям индукции магнитного поля, чтобы в проводнике возбуждалась ЭДС индукции 1 В? Индукция магнитного поля равна 0,2 Тл.

 Лабораторная работа № 12 «Исследование явления электромагнитной индукции»

(Лабораторная работа экспериментальная - выполняется в техникуме)

Цель работы: Научиться определять ЭДС индукции.

Задание 1 (1 балл) Ответить на вопросы

1. В чем заключается явление электромагнитной индукции?

2. Какими способами можно получить индукционный ток?

3. Как можно изменять магнитный поток?

4. Сформулируйте правило Ленца

5. Запишите формулу для определения магнитного потока, ЭДС индукции

6. Сформулируйте правило Ленца

Задание 2. (1 балл)

Оборудование: Гальванометр, катушки с сердечником, соединительные провода.

Порядок выполнения работы:

1. Присоединить зажимы гальванометра к зажимам катушки

2. Вдвинуть (выдвинуть) магнит северным полюсом в катушку и, наблюдая за стрелкой гальванометра.

3. Зарисовать направление индукционного тока и отклонение стрелки гальванометра.  

4. Повторить наблюдения, изменив полюса. Направление индукционного тока, отклонение стрелки зарисовать  

Задание 3. Решите задачи

Задача 1(1 балл). Сколько витков должна иметь катушка, чтобы при изменении магнитного потока внутри нее от 0,034Вб до 0,066Вб за промежуток времени 0,3с в катушке возникала средняя ЭДС индукции 15В?

Задача 2(1 балл). Квадратная рамка из тонкого провода со стороной а находится в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости рамки. Индукция магнитного поля растет прямо пропорционально от 0 до максимального за время t. Как изменится ЭДС индукции, возникшая в рамке, если а увеличить в 3 раза, уменьшить в 9 раза.

Задача 3(1 балл). Проволочная прямоугольная рамка со сторонами 15 и 8 см расположена в однородном магнитном поле перпендикулярно к линиям магнитной индукции. Определить индукцию этого поля, если при его исчезновении за 0,018 с в рамке наводится средняя ЭДС 4 *10^-3 В.

Критерии оценки

5 баллов – отлично 4 балла – хорошо

3 балла – удовлетворительно 1-2 балла – неудовлетворительно