Лабораторная работа 9, страница 196 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава IV. Электромагнитные явления. Параграф 34. Электромагнитная индукция - страница 196.

Условие.

Лабораторная работа 9

Изучение явления электромагнитной индукции

Цель работы: нахождение условий возникновения индукционного тока. Закрепление навыков работы с миллиамперметром.

Приборы и материалы: катушка с выводами, миллиамперметр, постоянный полосовой магнит.

Порядок выполнения работы

1. Подключите выводы катушки к клеммам миллиамперметра. Введите в катушку постоянный магнит северным полюсом. Что происходит во время перемещения магнита относительно катушки? Меняется ли при этом магнитный поток через катушку? Результаты своих наблюдений занесите в таблицу 24.

2. Оставьте магнит неподвижным внутри катушки. Изменяется ли при этом магнитный поток через катушку? Существует ли при этом в цепи индукционный ток?

3. Выводите магнит из катушки. Ответьте на те же вопросы.

4. Введите магнит в катушку южным полюсом. Что изменилось по сравнению с первым опытом?

Таблица 24

Перемещение магнита относительно катушки | Изменение магнитного потока (нарастает или убывает) | Отклонение стрелки прибора (по часовой стрелке или против)

Введение северным полюсом | |

Магнит неподвижен внутри катушки | |

Выведение из катушки | |

Введение южным полюсом | |

Выведение из катушки | |

5. Исследуйте, зависит ли сила индукционного тока от скорости перемещения магнита относительно катушки? Опишите ваши наблюдения.

Решение.

Результаты наблюдений занесены в таблицу 24. Направление отклонения стрелки (по часовой или против) является условным и зависит от способа подключения миллиамперметра и направления намотки катушки. В таблице принято, что введение магнита северным полюсом вызывает отклонение по часовой стрелке.

Перемещение магнита относительно катушки	Изменение магнитного потока (нарастает или убывает)	Отклонение стрелки прибора (по часовой стрелке или против)
Введение северным полюсом	Нарастает	По часовой стрелке
Магнит неподвижен внутри катушки	Не изменяется	Стрелка на нуле
Выведение из катушки (северным полюсом)	Убывает	Против часовой стрелки
Введение южным полюсом	Нарастает	Против часовой стрелки
Выведение из катушки (южным полюсом)	Убывает	По часовой стрелке

1. При введении магнита в катушку стрелка миллиамперметра отклоняется, что свидетельствует о возникновении в цепи электрического тока. Этот ток называется индукционным. Его появление обусловлено тем, что при движении магнита изменяется число линий магнитной индукции, пронизывающих площадь витков катушки, то есть изменяется магнитный поток. При введении магнита северным полюсом в катушку магнитный поток, пронизывающий ее, нарастает.

Ответ: Во время перемещения магнита относительно катушки в ней возникает индукционный ток, так как изменяется пронизывающий ее магнитный поток.

2. Когда магнит находится в состоянии покоя внутри катушки, стрелка миллиамперметра возвращается на нулевую отметку. Это означает, что индукционный ток прекращается. В этом случае магнитный поток, пронизывающий катушку, постоянен (не изменяется со временем), хотя и не равен нулю.

Ответ: Если магнит неподвижен относительно катушки, магнитный поток через нее не изменяется, и индукционный ток в цепи отсутствует.

3. При выведении магнита из катушки стрелка миллиамперметра снова отклоняется, но в противоположную сторону по сравнению с первым опытом. Это указывает на то, что индукционный ток снова возник, но его направление изменилось на противоположное. Это происходит потому, что магнитный поток снова меняется — на этот раз он убывает.

Ответ: При выведении магнита из катушки индукционный ток течет в направлении, противоположном тому, которое было при введении, так как магнитный поток убывает.

4. При введении магнита в катушку южным полюсом стрелка миллиамперметра отклоняется в сторону, противоположную той, в которую она отклонялась при введении северного полюса. Это показывает, что направление индукционного тока зависит от направления линий магнитного поля, то есть от полюса магнита.

Ответ: При смене полюса магнита (с северного на южный) направление индукционного тока при том же виде движения (введение или выведение) изменяется на противоположное.

5. Сила индукционного тока зависит от скорости перемещения магнита относительно катушки. Чем быстрее вводить или выводить магнит, тем больше будет отклонение стрелки миллиамперметра, а значит, тем больше сила индукционного тока. Это объясняется законом электромагнитной индукции Фарадея, согласно которому ЭДС индукции (а следовательно, и сила тока) прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока: $ \mathcal{E}_{ind} = - \frac{\Delta\Phi_B}{\Delta t} $. Чем быстрее движется магнит, тем меньше время изменения потока $ \Delta t $, и тем больше величина ЭДС индукции.

Ответ: Сила индукционного тока прямо пропорциональна скорости перемещения магнита относительно катушки. Чем выше скорость, тем больше сила тока.