Экспериментальное задание 17.1, страница 75 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

Экспериментальное задание 17.1

Работаем в паре

Исследование действия электрического тока в прямом проводнике на магнитную стрелку

Оборудование: источник постоянного тока напряжением 4 В, провод длиной 30—50 см, ключ, компас.

Изучите влияние электрического тока в прямом проводнике на магнитную стрелку компаса.

Порядок выполнения задания

1. Положите компас на стол и расположите над ним провод вдоль направления стрелки. Посмотрите, что происходит со стрелкой компаса при пропускании электрического тока через провод. Включение тока в цепи должно быть кратковременным!

2. Выполните рисунок, укажите на нём направление тока в проводе и направление поворота стрелки при включении тока.

3. Повторите опыт при расположении провода под компасом и сделайте новый рисунок.

4. Повторите опыт при изменении направления тока в проводе.

5. Сделайте вывод, от чего зависит направление действия силы со стороны электрического тока на магнитную стрелку.

1. Положите компас на стол и расположите над ним провод вдоль направления стрелки. Посмотрите, что происходит со стрелкой компаса при пропускании электрического тока через провод. Включение тока в цепи должно быть кратковременным!

При замыкании цепи и пропускании электрического тока через провод, расположенный над магнитной стрелкой и параллельно ей, стрелка компаса отклоняется от своего первоначального положения (Север-Юг). Это явление, известное как опыт Эрстеда, демонстрирует, что электрический ток создает вокруг себя магнитное поле, которое и воздействует на магнитную стрелку.

Ответ: При пропускании тока по проводу магнитная стрелка компаса отклоняется.

2. Выполните рисунок, укажите на нём направление тока в проводе и направление поворота стрелки при включении тока.

Для выполнения этого пункта необходимо определить направление тока. В источнике постоянного тока принято, что ток течет от положительного полюса («+») к отрицательному («-»).

Представим рисунок: компас лежит на столе, его стрелка указывает на Север (N). Проводник расположен над стрелкой, вдоль линии Север-Юг. Пусть ток в проводнике течет с Юга (S) на Север (N). Согласно правилу правой руки (если направить большой палец правой руки по направлению тока, то согнутые пальцы укажут направление линий магнитного поля), магнитное поле, созданное током, под проводником будет направлено на Запад (W). Поэтому северный полюс магнитной стрелки отклонится на Запад.

На рисунке следует изобразить: 1) Компас с первоначальным положением стрелки (N-S). 2) Проводник над компасом. 3) Стрелку, указывающую направление тока $\text{I}$ (от S к N). 4) Изогнутую стрелку, показывающую отклонение северного полюса магнитной стрелки на Запад.

Ответ: Если проводник расположен над стрелкой и ток течет с Юга на Север, северный полюс стрелки отклонится на Запад.

3. Повторите опыт при расположении провода под компасом и сделайте новый рисунок.

Теперь расположим проводник под компасом, сохранив направление тока с Юга на Север. Снова применим правило правой руки. На этот раз мы интересуемся направлением магнитного поля над проводником (там, где находится стрелка). Правило правой руки показывает, что магнитное поле над проводником будет направлено на Восток (E). Следовательно, северный полюс магнитной стрелки отклонится на Восток.

Новый рисунок будет похож на предыдущий, но: 1) Проводник изображается под компасом. 2) Отклонение северного полюса стрелки показано в сторону Востока.

Ответ: Если проводник расположен под стрелкой и ток течет с Юга на Север, северный полюс стрелки отклонится на Восток, то есть в противоположную сторону по сравнению с предыдущим опытом.

4. Повторите опыт при изменении направления тока в проводе.

Вернемся к первоначальной установке (провод над компасом). Изменим направление тока, поменяв полярность подключения к источнику. Теперь ток будет течь с Севера (N) на Юг (S). Применяя правило правой руки (большой палец указывает на Юг), определим, что магнитное поле под проводником направлено на Восток (E). Соответственно, северный полюс магнитной стрелки отклонится на Восток.

Если повторить опыт с проводом под компасом и током с Севера на Юг, то магнитное поле над проводом будет направлено на Запад, и стрелка отклонится на Запад.

Ответ: При изменении направления тока в проводнике на противоположное, направление отклонения магнитной стрелки также изменяется на противоположное.

5. Сделайте вывод, от чего зависит направление действия силы со стороны электрического тока на магнитную стрелку.

На основе проведенных экспериментов можно сделать следующий вывод. Направление отклонения магнитной стрелки, а следовательно, и направление действия магнитной силы, создаваемой электрическим током, зависит от двух факторов:

1) Направления электрического тока в проводнике. При изменении направления тока на противоположное, направление силы также меняется на противоположное.

2) Расположения магнитной стрелки относительно проводника. Направление силы для точек, находящихся по разные стороны от проводника (например, над ним и под ним), противоположно.

Эти зависимости описываются правилом правой руки (или правилом буравчика), которое связывает направление тока в проводнике с направлением линий создаваемого им магнитного поля.

Ответ: Направление действия силы со стороны электрического тока на магнитную стрелку зависит от направления тока в проводнике и от расположения стрелки относительно проводника.