Наблюдение действия магнитного поля на ток.

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ.Наблюдение действия магнитного поля на моток с током, на прямолинейный проводник с током.

2. ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ. Проволочный моток, штатив, источник постоянного тока, ключ, полосовой магнит, дугообразный магнит, прямолинейный проводник.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

Перечислим основные свойства магнитного поля, которые предстоит экспериментально наблюдать, и вопросы, которыми должен владеть студент, приступающий к выполнению настоящей лабораторной работы.

1. Магнитное поле действует на проводник с током.

2. - индукция магнитного поля, векторная физическая величина, является силовой характеристикой магнитного поля.

3. Магнитное поле можно изображать графически с помощью силовых линий. Касательная к силовой линии имеет направление, совпадающее с направлением вектора .

4. На рисунке 1 с помощью силовых линий изображены магнитные поля полосового магнита, кольца с током, катушки с током, дугообразного магнита. N – северный магнитный полюс, S – южный магнитный полюс.

5. При взаимодействии источников магнитного поля одноименные полюсы взаимно отталкиваются, разноименные полюсы взаимно притягиваются.

6. Сила, действующая на провод с током в магнитном поле (закон Ампера):

Fа = I B l sina , (1)

где I – сила тока в проводнике; B – индукция магнитного поля; l – длина проводника; a - угол между проводником и вектором . Направление вектора силы Fа определяется правилом левой руки.

РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

Наблюдение действия магнитного поля полосового магнита на моток с током.

4.1.1. Подвесьте моток проволоки на штативе, концы проволоки подключите через ключ к источнику тока.

4.1.2. Поднесите к висящему мотку полосовой магнит и, замыкая ключ, пронаблюдайте движения мотка.

4.1.3. Зарисуйте относительное расположение мотка и магнита.

4.1.4. Результаты наблюдения занесите в таблицу 1.

Таблица 1.

Ток в мотке Магнит Действие
I = 0 N – к катушке  
I = 0 S – к катушке  
I не равен нулю N – к катушке  
I не равен нулю S – к катушке  

Действие магнитного поля на прямолинейный проводник с током.

4.2.1. Расположите висящий проводник между полюсами дугообразного магнита.

4.2.2. Зарисуйте относительное расположение дугообразного магнита и прямолинейного проводника.

4.2.3. Замкните ключ электрической цепи и пронаблюдайте движение проводника.

4.2.4. Поменяйте полярность подключения источника тока (через проводник потечет обратный ток) и пронаблюдайте движение проводника.

4.2.5. Результаты наблюдения занесите в таблицу 2.

Таблица 2.

Ток в проводнике Направление вектора Действие
Прямой Вниз  
Прямой Вверх  
Обратный Вниз  
Обратный Вверх  

 

ВЫВОД

В выводе проанализируйте экспериментальные результаты и дайте ответ на следующие вопросы.

1. Действует ли магнитное поле на проводник с током, на проводник без тока?

2. Подтверждают ли результаты задания 4.1пункт 5 из раздела «КРАТКАЯ ТЕОРИЯ»?

3. Подтверждают ли результаты задания 4.2 пункт 6 из раздела «КРАТКАЯ ТЕОРИЯ»?

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

6.1. На что действует магнитное поле?

6.2. Какая физическая величина является силовой характеристикой магнитного поля, как она используется?

6.3. Что такое силовая линия магнитного поля, для чего используются силовые линии?

6.4. Изобразите магнитное поле полосового магнита с помощью силовых линий. Укажите северный и южный магнитные полюсы магнита.

6.5. Как взаимодействуют между собою одноименные магнитные полюсы, разноименные магнитные полюсы?

6.6. Как определяются величина и направление силы, действующей на провод с током в магнитном поле?

6.7. Изменится ли направление действия силы Ампера, если направление тока в проводнике поменять на противоположное?

6.8. При каком угле a между проводником и вектором сила Ампера будет максимальна?

6.9. Может ли магнитное поле не действовать на прямолинейный проводник с током?

6.10. Как изменится величина силы Ампера, если длину проводника увеличить в два раза, ток в проводнике уменьшить в два раза, а направление тока изменить на противоположное?

ЭЛЕМЕНТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

7.1. Подвесить моток с током на штативе. С помощью полосового магнита определите, какой провод мотка соединен с положительным полюсом источника тока. Передняя панель источника тока закрыта.

7.2. Прямолинейный проводник с током подвешен на штативе. С помощью дугообразного магнита определите, какой конец проводника соединен с положительным полюсом источника тока. Передняя панель источника тока закрыта.

 

Лабораторная работа №9.