Теоретическая часть
Согласно закону электромагнитной индукции (или закону Фарадея — Максвелла), ЭДС электромагнитной индукции Еi в замкнутом контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока Ф через поверхность, ограниченную этим контуром.
Еi = -Ф '. (1)
Для определения знака ЭДС индукции (и соответственно направления индукционного тока) в контуре это направление сравнивается с выбранным направлением обхода контура.
Направление индукционного тока (так же как и величина ЭДС индукции) считается положительным, если оно совпадает с выбранным направлением обхода контура, и считается отрицательным, если оно противоположно выбранному направлению обхода контура. Воспользуемся законом Фарадея — Максвелла для определения направления индукционного тока в круговом проволочном витке площадью S0. Предположим, что в начальный момент времени t1 = 0 индукция магнитного поля В1 в области витка равна нулю (рис 1а). В следующий момент времени t2 = r виток перемещается в область магнитного поля, индукция которого В2 направлена перпендикулярно плоскости витка к нам (рис 1б).
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| ЛР – 7 |
Магнитный поток Ф1, пронизывающий контур в начальном положении витка, равен нулю (В1 = 0):
|
|
|
Ф1 = 0.
Магнитный поток в конечном положении витка
Изменение магнитного потока в единицу времени
Значит, ЭДС индукции, согласно формуле (1), будет положительной:
Это означает, что индукционный ток в контуре будет направлен по часовой стрелке. Соответственно, согласно правилу буравчика для контурных токов, собственная индукция Вi на оси такого витка будет направлена против индукции внешнего магнитного поля (рис 1б).
Согласно правилу Ленца, индуктивный ток в контуре именно такое направление, что созданный им магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром, препятствует изменению магнитного потока, вызвавшего этот ток.
Индукционный ток наблюдается и при усиление внешнего магнитного поля в плоскости витка без его перемещения. Например, при вдвигании полосового магнита в виток возрастет внешнее магнитное поле В и магнитный поток, его пронизывающий (рис 2а). Это приведет к возникновению индукционного тока I i такого направления, что В i В (рис 2б).
Схема экспериментальной установки приведена на рисунке 3. Дугообразный магнит 1 вдвигают северным полюсом в катушку-моток 2, присоединенную к миллиамперметру 3. Направление и величину индукционного тока в катушке определяют по знаку и величине отклонения стрелки миллиамперметра
|
|
|
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| ЛР – 7 |
Результаты данного эксперимента фиксируют в таблице 1 в соответствии с рисунком 2. Здесь I A – показания миллиамперметра, которые считаются положительными при отклонении стрелки вправо.
Таблица 1
Практическая часть
1. Определить
| Ц.Д.(миллиамперметра)= | Δп.п.(миллиамперметра)= |
2. Подключить катушку-моток 2(см. Рис. 3) к зажимам миллиамперметра.
3. Внести северный полюс дугообразного магнита в катушку вдоль её оси. В последующих опытах полюса магнита перемещать с одной и той же стороны катушки, положение которой не изменяется. Проверить соответствие результатов опыта с таблицей 1.
4. Удалить из катушки северный полюс дугообразного магнита. Результаты опыта представить в таблице 2.
Таблица 2
5. Внести в катушку южный полюс дугообразного магнита. Результаты опыта представить в таблице 3.
Таблица 3
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| ЛР – 7 |
6. Удалить из катушки южный полюс дугообразного магнита. Результаты опыта представьте в таблице 4.
|
|
|
Таблица 4
7. Сделать вывод по результатам работы.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| ЛР – 7 |
1. В чём состоит явление электромагнитной индукции?
2. Каков механизм возникновения э.д.с. индукции?
3. Сформулируйте закон Фарадея для э.д.с. индукции.
4. В чём заключается правило Ленца?
5. Что такое самоиндукция?
6. Почему при отключении от сети лампочки накаливания иногда перегорают?
Литература
Дмитриева В.Ф. Физика. - М.: Издательский центр «Академия», 2013,
гл. 13, § 13.1-13.4.
Дата добавления: 2015-12-21; просмотров: 70; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!