Эксперимент в классе, страница 211 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

Соберите цепь, состоящую из источника тока, электромагнита, реостата. Используя магнитную стрелку и линейку, исследуйте зависимость магнитного поля катушки с током от:

• силы тока в катушке,
• расстояния до катушки,
• наличия сердечника.

Для выполнения данного задания необходимо провести три последовательных эксперимента. Перед началом работы следует собрать электрическую цепь.

Сборка экспериментальной установки:

1. Соберите электрическую цепь, состоящую из последовательно соединенных источника тока, электромагнита (катушки) и реостата. Реостат позволит изменять сопротивление в цепи и, следовательно, регулировать силу тока, протекающего через катушку. Сила тока $I$ в цепи определяется законом Ома: $I = U/R$, где $U$ — напряжение источника, а $R$ — общее сопротивление цепи. Изменяя сопротивление реостата, мы изменяем $R$ и силу тока $I$.

2. Рядом с катушкой расположите магнитную стрелку на подставке. Она будет служить индикатором магнитного поля. В отсутствие тока в катушке стрелка ориентируется по магнитному полю Земли.

3. При пропускании тока через катушку возникает магнитное поле, которое заставляет стрелку отклоняться. Величина угла отклонения стрелки от ее начального положения будет характеризовать интенсивность магнитного поля катушки в точке расположения стрелки. Чем больше угол отклонения, тем сильнее магнитное поле.

4. Линейка понадобится для измерения расстояния от центра катушки до магнитной стрелки.

Далее проводятся исследования согласно пунктам задания.

силы тока в катушке

Ход эксперимента:

1. Разместите магнитную стрелку на некотором фиксированном расстоянии от катушки. Это расстояние не должно меняться в ходе данного эксперимента.

2. Передвиньте ползунок реостата в положение максимального сопротивления, чтобы сила тока в цепи была минимальной. Замкните цепь и зафиксируйте угол отклонения магнитной стрелки.

3. Плавно перемещайте ползунок реостата, уменьшая сопротивление цепи. Это приведет к увеличению силы тока в катушке.

4. Наблюдайте за поведением магнитной стрелки. Вы заметите, что с увеличением силы тока угол отклонения стрелки также увеличивается.

Вывод: Увеличение силы тока в катушке приводит к усилению создаваемого ею магнитного поля.

Ответ: Магнитное поле катушки с током прямо пропорционально силе тока в ней. Чем больше сила тока, тем сильнее магнитное поле.

расстояния до катушки

Ход эксперимента:

1. Установите ползунок реостата в определенное положение, чтобы обеспечить в цепи ток постоянной силы. Не меняйте положение ползунка в течение всего эксперимента.

2. Поместите магнитную стрелку близко к катушке. Измерьте расстояние с помощью линейки и зафиксируйте угол отклонения стрелки.

3. Начните постепенно отодвигать магнитную стрелку от катушки, сохраняя ее ориентацию. На нескольких различных расстояниях (например, через каждые 2-3 см) измеряйте расстояние и фиксируйте соответствующий угол отклонения стрелки.

4. Вы обнаружите, что по мере увеличения расстояния от катушки угол отклонения магнитной стрелки уменьшается.

Вывод: Магнитное поле, создаваемое катушкой с током, ослабевает с увеличением расстояния от нее.

Ответ: Магнитное поле катушки с током ослабевает по мере удаления от катушки.

наличия сердечника

Ход эксперимента:

1. Установите постоянную силу тока в катушке (зафиксируйте ползунок реостата) и расположите магнитную стрелку на фиксированном расстоянии от катушки.

2. Замкните цепь и зафиксируйте угол отклонения магнитной стрелки. В этот момент катушка не имеет сердечника.

3. Не изменяя ни силу тока, ни расстояние до стрелки, аккуратно вставьте внутрь катушки железный сердечник.

4. Наблюдайте за магнитной стрелкой. Вы увидите, что ее угол отклонения резко и значительно увеличился по сравнению с первоначальным.

Вывод: Железо, являясь ферромагнетиком, при внесении в магнитное поле само намагничивается и создает собственное сильное магнитное поле, которое складывается с полем катушки, многократно усиливая его.

Ответ: Наличие железного сердечника внутри катушки значительно усиливает ее магнитное поле.