Лабораторная работа № 6, страница 160 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 3. Электромагнитные явления. Параграф 34. Действие магнитного поля на проводник с током. Задание 32 - страница 160.

Условие.

Лабораторная работа № 6

Изучение действия магнитного поля на проводник с током

Цель работы:

исследовать зависимость направления силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, от направления тока в нём и от направления вектора магнитной индукции.

Приборы и материалы:

лабораторный источник питания, реостат, ключ, соединительные провода, подковообразный магнит, штатив, катушка-моток.

Рис. 142

Порядок выполнения работы

1. Соберите электрическую цепь, состоящую из источника тока, реостата, ключа и катушки-мотка. Подвесьте катушку-моток к штативу (рис. 142).

2. Поднесите один из полюсов подковообразного магнита к катушке и, замыкая и размыкая ключ, пронаблюдайте движение катушки-мотка.

3. Повторите опыт, поднося к катушке другой полюс магнита. Сделайте вывод.

4. Измените направление тока в цепи и повторите опыт, поднося к катушке-мотку магнит разными полюсами. Пронаблюдайте движение катушки и сделайте вывод.

Решение.

Электрическая цепь собирается в соответствии со схемой, представленной на рисунке 142, которая включает в себя источник тока, реостат для регулировки силы тока, ключ для замыкания и размыкания цепи и катушку-моток, подвешенную на штативе.

2. При поднесении одного из полюсов магнита (например, северного, N) к катушке и замыкании ключа, по катушке начинает течь электрический ток. В результате взаимодействия магнитного поля постоянного магнита и магнитного поля тока в катушке, на катушку начинает действовать сила Ампера. Эта сила заставляет катушку двигаться: она либо притягивается к магниту, либо отталкивается от него. Направление движения зависит от направления тока и от того, какой полюс магнита поднесен к катушке.

3. Если теперь, не меняя направления тока в катушке, поднести к ней другой полюс магнита (южный, S), то можно наблюдать, что направление движения катушки изменится на противоположное. Если при поднесении северного полюса она притягивалась, то при поднесении южного она будет отталкиваться, и наоборот.
Вывод: Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, зависит от направления магнитного поля (направления вектора магнитной индукции $\vec{B}$). При изменении направления магнитного поля на противоположное (смене полюсов магнита), направление действующей силы также меняется на противоположное.
Ответ: Направление силы Ампера зависит от направления вектора магнитной индукции.

4. Изменим направление тока в цепи, поменяв местами клеммы на источнике питания. Теперь повторим опыты, поднося к катушке поочередно разные полюсы магнита. Мы заметим, что в каждом случае направление движения катушки изменилось на противоположное по сравнению с первоначальными опытами (из пунктов 2 и 3). Например, если с исходным направлением тока катушка притягивалась к северному полюсу, то после смены направления тока она будет от него отталкиваться.
Вывод: Направление силы, действующей на проводник с током в магнитном поле, зависит от направления тока в проводнике. При изменении направления тока на противоположное, направление силы также меняется на противоположное.
Ответ: Направление силы Ампера зависит от направления тока в проводнике.

Общий вывод по работе:

В ходе выполнения лабораторной работы было экспериментально установлено, что направление силы Ампера ($\vec{F_A}$), действующей на проводник с током в магнитном поле, зависит как от направления тока ($\text{I}$) в проводнике, так и от направления вектора магнитной индукции ($\vec{B}$) внешнего поля. Изменение на противоположное направления тока или направления магнитного поля приводит к изменению направления силы Ампера на противоположное. Полученные результаты согласуются с правилом левой руки.