Номер 771, страница 121 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитные явления. Магнитное поле катушки с током. Электромагниты и их применение. Магнитное поле Земли - номер 771, страница 121.

Условие.

► 771. Используя батарейку, кусок изолированного провода, железный гвоздь, ключ, реостат, мелкие гвоздики, изготовьте электромагнит и проверьте его действие.

Решение.

Для выполнения данного задания необходимо последовательно выполнить три основных этапа: изготовление самого электромагнита, сборку электрической цепи для его питания и, наконец, экспериментальную проверку его свойств.

1. Изготовление электромагнита

Возьмите железный гвоздь — он будет служить сердечником, который многократно усилит создаваемое магнитное поле. Затем возьмите изолированный провод и, оставив один конец свободным (длиной 10–15 см), начните плотно, виток к витку, наматывать его на гвоздь. Чем больше витков вы сделаете, тем сильнее будет электромагнит. По окончании намотки оставьте второй конец провода такой же длины. Зачистите оба конца провода от изоляции на 1–2 см для обеспечения электрического контакта.

Ответ: Создан основной элемент — катушка с железным сердечником (электромагнит), готовая к подключению в электрическую цепь.

2. Сборка электрической цепи

Для управления электромагнитом необходимо собрать последовательную электрическую цепь. Соедините один из зачищенных концов обмотки электромагнита с клеммой ключа. Другую клемму ключа соедините с одним из выводов реостата. Второй вывод реостата подключите к одному из полюсов батарейки (источника тока). Наконец, второй зачищенный конец обмотки электромагнита соедините с другим полюсом батарейки. Перед началом эксперимента убедитесь, что ползунок реостата находится в положении максимального сопротивления, чтобы ограничить начальный ток в цепи.

Ответ: Собрана электрическая цепь, которая позволяет включать и выключать электромагнит, а также регулировать силу тока в его обмотке с помощью реостата.

3. Проверка действия электромагнита

Поднесите электромагнит к мелким гвоздикам при разомкнутом ключе. Притяжения наблюдаться не будет. Теперь замкните ключ. По обмотке потечет электрический ток, и железный гвоздь намагнитится. Снова поднесите его к мелким гвоздикам, и вы увидите, как они притянутся к сердечнику. Это демонстрирует, что электрический ток создает магнитное поле. Если разомкнуть ключ, ток прекратится, магнитное поле исчезнет, и гвоздики упадут.
Чтобы проверить зависимость силы электромагнита от силы тока, замкните цепь и поднесите электромагнит к гвоздикам, чтобы он их притянул. Теперь плавно перемещайте ползунок реостата, уменьшая его сопротивление. Согласно закону Ома для участка цепи $I = U/R$, сила тока в обмотке будет возрастать. Вы заметите, что электромагнит сможет удержать больше гвоздиков, то есть его магнитная сила увеличится. При увеличении сопротивления реостата сила тока уменьшится, и электромагнит ослабнет, роняя часть гвоздиков.

Ответ: Экспериментально подтверждено, что катушка с сердечником проявляет магнитные свойства только при прохождении через нее электрического тока. Сила электромагнита прямо пропорциональна силе тока в его обмотке.