Nastavnik fizike GBOU u srednjoj školi br. 58 grada Sevastopolja Safronenko N.I.

Tema lekcije: Faradejevi eksperimenti. Elektromagnetna indukcija.

Laboratorijski rad „Istraživanje fenomena elektromagnetna indukcija»

Ciljevi lekcije : Znati/razumjeti: definiciju fenomena elektromagnetne indukcije. Biti u stanju opisati i objasniti elektromagnetnu indukciju,biti u stanju da posmatra prirodne pojave, koristiti jednostavne mjerne instrumente za proučavanje fizičkih pojava.

- razvijanje: razvijati logičko razmišljanje, kognitivni interes, zapažanje.

- edukativni: Izgradite povjerenje u mogućnost poznavanja prirode,potrebarazumno korišćenje naučnih dostignuća za dalji razvoj ljudsko društvo, poštovanje kreatora nauke i tehnologije.

Oprema: Elektromagnetna indukcija: zavojnica galvanometra, magnet, zavojnica jezgra, izvor struje, reostat, zavojnica jezgre naizmjenične struje, čvrsti i prorezni prsten, zavojnica sijalice. Film o M. Faradayu.

Vrsta lekcije: kombinovana lekcija

Metod lekcije: djelomično istraživački, eksplanatorni i ilustrativni

Zadaća:

§21(str.90-93), usmeno odgovori na pitanja str.90, test 11 str.108

Laboratorijski rad

Proučavanje fenomena elektromagnetne indukcije

Cilj: saznati

1) pod kojim uslovima nastaje indukciona struja u zatvorenom kolu (namotu);

2) šta određuje pravac indukcione struje;

3) šta određuje jačinu indukcione struje.

Oprema : miliampermetar, kalem, magnet

Tokom nastave.

Spojite krajeve zavojnice na terminale miliampermetra.

1. Saznajte šta električna struja (induktivna) u zavojnici nastaje kada se magnetsko polje unutar zavojnice promijeni. Promjene u magnetskom polju unutar zavojnice mogu se inducirati guranjem magneta u zavojnicu ili iz nje.

a) Umetnite magnet sa južnim polom u zavojnicu, a zatim ga uklonite.

b) Umetnite magnet sa sjevernim polom u zavojnicu, a zatim ga uklonite.

Kada se magnet pomaknuo, da li se u zavojnici pojavila struja (induktivna)? (Pri promjeni magnetnog polja, da li se unutar zavojnice pojavila indukcijska struja?)

2. Saznajte šta smjer indukcijske struje ovisi o smjeru kretanja magneta u odnosu na zavojnicu (magnet se ubacuje ili uklanja) i na kojem se polu magnet ubacuje ili uklanja.

a) Umetnite magnet sa južnim polom u zavojnicu, a zatim ga uklonite. Posmatrajte šta se dešava sa iglom miliampermetra u oba slučaja.

b) Umetnite magnet sa sjevernim polom u zavojnicu, a zatim ga uklonite. Posmatrajte šta se dešava sa iglom miliampermetra u oba slučaja. Nacrtajte smjerove otklona igle miliampermetra:

magnetni polovi

To coil

Sa koluta

Južni pol

sjeverni pol

3. Saznajte šta jačina indukcijske struje ovisi o brzini magneta (brzini promjene magnetskog polja u zavojnici).

Polako umetnite magnet u zavojnicu. Promatrajte očitanja miliampermetra.

Brzo umetnite magnet u zavojnicu. Promatrajte očitanja miliampermetra.

Izlaz.

Tokom nastave

Put do znanja? Lako je razumeti. Odgovor je jednostavan: „Griješiš i opet grešiš, ali svaki put sve manje. Izražavam nadu da će današnja lekcija biti jedna manje na ovom putu znanja. Naša lekcija je posvećena fenomenu elektromagnetne indukcije, koji je otkrio engleski fizičar Michael Faraday 29. avgusta 1831. godine. Rijedak slučaj kada se tako precizno zna datum novog izuzetnog otkrića!

Fenomen elektromagnetne indukcije je fenomen pojave električna struja u zatvorenom provodniku (zavojnici) kada se vanjsko magnetsko polje unutar zavojnice promijeni. Struja se naziva induktivna. Indukcija - ukazivanje, primanje.

Svrha lekcije: proučavaju fenomen elektromagnetne indukcije, tj. pod kojim uvjetima se javlja indukcijska struja u zatvorenom kolu (zavojnici), saznajte što određuje smjer i veličinu indukcijske struje.

Uporedo sa proučavanjem gradiva obavljat ćete i laboratorijske radove.

Početkom 19. vijeka (1820), nakon eksperimenata danskog naučnika Ersteda, postalo je jasno da električna struja stvara oko sebe magnetno polje. Hajde da se vratimo na ovo iskustvo. (Student priča Oerstedovo iskustvo ). Nakon toga se postavilo pitanje da li je moguće dobiti struju pomoću magnetnog polja, tj. izvršite obrnutu radnju. U prvoj polovini 19. stoljeća naučnici su se okrenuli upravo takvim eksperimentima: počeli su tražiti mogućnost stvaranja električne struje zbog magnetnog polja. M. Faraday je napisao u svom dnevniku: "Pretvorite magnetizam u elektricitet." I išao je ka svom cilju skoro deset godina. Sjajno se nosio sa zadatkom. Kao podsjetnik na ono o čemu bi trebao stalno razmišljati, u džepu je nosio magnet. Ovom lekcijom odaćemo počast velikom naučniku.

Razmislite o Michaelu Faradayu. Ko je on? (Učenik govori o M. Faradayu ).

Sin kovača, trgovac novinama, knjigovezac, samouka osoba koja je samostalno proučavala fiziku i hemiju od knjiga, laboratorijski asistent izuzetnog hemičara Devija i konačno naučnik, odradio je odličan posao, pokazao domišljatost, upornost, upornost dok nije primio električnu struju pomoću magnetnog polja.

Hajdemo na putovanje u ta daleka vremena i reproducirati Faradejeve eksperimente. Faraday se smatra najvećim eksperimentatorom u historiji fizike.

N S

1) 2)

SN

Magnet je umetnut u zavojnicu. Kada se magnet pomjera, u zavojnici je zabilježena struja (indukcija). Prva shema je bila prilično jednostavna. Prvo, M. Faraday je koristio zavojnicu sa veliki broj okreta. Zavojnica je bila spojena na miliampermetarski instrument. Mora se reći da u tim dalekim vremenima nije bilo dovoljno dobrih instrumenata za mjerenje električne struje. Zbog toga su koristili neobično tehničko rješenje: uzeli su magnetnu iglu, pored nje postavili provodnik kroz koji je tekla struja, a protok struje se ocjenjivao po devijaciji magnetne igle. Procijenićemo struju prema očitanjima miliampermetra.

Studenti reprodukuju iskustvo, izvode 1. korak u laboratorijskom radu. Primijetili smo da igla miliampermetra odstupa od svoje nulte vrijednosti, tj. pokazuje da se struja pojavila u kolu kada se magnet kreće. Čim se magnet zaustavi, strelica se vraća u nulti položaj, tj. u kolu nema električne struje. Struja se pojavljuje kada se magnetsko polje unutar zavojnice promijeni.

Došli smo do onoga o čemu smo pričali na početku lekcije: dobili smo električnu struju koristeći promjenjivo magnetno polje. To je prva zasluga M. Faradaya.

Druga zasluga M. Faradaya - ustanovio je od čega zavisi smjer indukcione struje. I njega ćemo instalirati.Studenti izrađuju zadatak 2 u laboratorijskom radu. Idemo na paragraf 3 laboratorijskog rada. Otkrijmo da jačina indukcijske struje ovisi o brzini magneta (brzini promjene magnetskog polja u zavojnici).

Koje je zaključke izveo M. Faraday?

Električna struja se pojavljuje u zatvorenom kolu kada se magnetsko polje promijeni (ako magnetsko polje postoji, ali se ne mijenja, onda nema struje).

Smjer indukcijske struje ovisi o smjeru kretanja magneta i njegovih polova.

Jačina induktivne struje je proporcionalna brzini promjene magnetnog polja.

Drugi eksperiment M. Faradaya:

Uzeo sam dva namotaja na zajedničkom jezgru. Jedan spojen na miliampermetar, a drugi sa ključem na izvor struje. Čim se sklop zatvori, miliampermetar je pokazao indukcijsku struju. Otvoreno, također, pokazalo trenutni. Dok je kolo zatvoreno, tj. postoji struja u kolu, miliampermetar nije pokazao struju. Magnetno polje postoji, ali se ne mijenja.

Razmotrimo modernu verziju eksperimenata M. Faradaya. Unosimo i vadimo elektromagnet, jezgro u zavojnicu spojenu na galvanometar, uključujemo i gasimo struju, mijenjamo jačinu struje uz pomoć reostata. Na jezgro zavojnice se stavlja zavojnica sa sijalicom kroz koju teče naizmjenična struja.

Saznao uslovi pojava u zatvorenom kolu (zavojnici) indukcijske struje. I šta jeuzrok njegova pojava? Prisjetimo se uslova za postojanje električne struje. To su: nabijene čestice i električno polje. Činjenica je da promjenjivo magnetsko polje stvara električno polje (vorteks) u prostoru, na koje djeluje slobodnih elektrona u zavojnici i pokreće ih u usmjereno kretanje, stvarajući tako indukcijsku struju.

Magnetno polje se mijenja, mijenja se broj linija magnetnog polja kroz zatvorenu petlju. Ako rotirate okvir u magnetskom polju, tada će se u njemu pojaviti indukcijska struja.Prikaži model generatora.

Otkriće fenomena elektromagnetne indukcije bilo je od velikog značaja za razvoj tehnologije, za stvaranje generatora, pomoću kojih se proizvodi električna energija, koji se koriste u energetskim industrijskim preduzećima (elektranama).Od 12.02 minuta prikazuje se film o M. Faradayu "Od struje do električnih generatora".

Transformatori rade na fenomenu elektromagnetne indukcije, uz pomoć koje prenose električnu energiju bez gubitaka.Prikazan je električni vod.

Fenomen elektromagnetne indukcije koristi se u radu detektora mana, uz pomoć kojeg se ispituju čelične grede i šine (heterogenosti u snopu iskrivljuju magnetsko polje i javlja se indukcijska struja u zavojnici detektora mana).

Želio bih podsjetiti na riječi Helmholtza: "Sve dok ljudi uživaju u blagodatima električne energije, pamtiće ime Faraday."

“Neka su sveti oni koji su u stvaralačkom žaru, istražujući cijeli svijet, otkrili zakone u njemu.”

Mislim da na našem putu znanja ima još manje grešaka.

šta ste naučili? (Da se struja može dobiti pomoću promjenjivog magnetskog polja. Saznali smo od čega zavise smjer i veličina indukcijske struje).

šta ste naučili? (Dobijte indukcijsku struju koristeći promjenjivo magnetno polje).

pitanja:

Magnet je umetnut u metalni prsten prve dvije sekunde, u naredne dvije sekunde nepomičan je unutar prstena, u naredne dvije sekunde se uklanja. Koliko vremena je potrebno da struja teče kroz zavojnicu? (Od 1-2s; 5-6s).

Na magnet se stavlja prsten sa prorezom i bez. Šta je indukovana struja? (u zatvorenom krugu)

Na jezgri zavojnice, koja je spojena na izvor izmjenične struje, nalazi se prsten. Uključite struju i prsten odskoči. Zašto?

Izgled ploče:

"Pretvorite magnetizam u elektricitet"

M. Faraday

Portret M. Faradaya

Crteži eksperimenata M. Faradaya.

Elektromagnetna indukcija je pojava pojave električne struje u zatvorenom vodiču (zavojnici) kada se unutar zavojnice promijeni vanjsko magnetsko polje.

Ova struja se naziva induktivna.

Michael Faraday bio je prvi koji je proučavao fenomen elektromagnetne indukcije. Tačnije, ustanovio je i istražio ovaj fenomen u potrazi za načinima da se magnetizam pretvori u elektricitet.

Trebalo mu je deset godina da riješi takav problem, ali sada svuda koristimo plodove njegovog rada i ne možemo ni zamisliti savremeni život bez upotrebe elektromagnetne indukcije. U 8. razredu smo već razmatrali ovu temu, u 9. razredu se ovaj fenomen detaljnije razmatra, ali izvođenje formula se odnosi na predmet 10. razreda. Možete pratiti ovaj link kako biste se upoznali sa svim aspektima ovog pitanja.

Fenomen elektromagnetne indukcije: razmotrite iskustvo

Razmotrićemo šta čini fenomen elektromagnetne indukcije. Možete provesti eksperiment za koji vam je potreban galvanometar, permanentni magnet i zavojnica. Spajanjem galvanometra na zavojnicu guramo trajni magnet unutar zavojnice. U tom slučaju, galvanometar će pokazati promjenu struje u krugu.

Kako nemamo nikakav izvor struje u kolu, logično je pretpostaviti da struja nastaje zbog pojave magnetskog polja unutar zavojnice. Kada izvučemo magnet nazad iz zavojnice, vidjet ćemo da će se očitanja galvanometra ponovo promijeniti, ali će njegova igla skrenuti u suprotnom smjeru. Opet ćemo primiti struju, ali već usmjerenu u drugom smjeru.

Sada ćemo napraviti sličan eksperiment sa istim elementima, samo što ćemo istovremeno magnet fiksirati nepomično, a sada ćemo samu zavojnicu staviti na i van magneta, spojenu na galvanometar. Dobićemo iste rezultate.Pokazivač galvanometra će nam pokazati pojavu struje u kolu. U ovom slučaju, kada magnet miruje, nema struje u krugu, strelica stoji na nuli.

Moguće je izvesti i modificiranu verziju istog eksperimenta, samo da se permanentni magnet zamijeni električnim, koji se može uključiti i isključiti. Dobićemo rezultate slične prvom iskustvu kada se magnet kreće unutar zavojnice. Ali, osim toga, kada se isključi i isključi stacionarni elektromagnet, to će uzrokovati kratkotrajnu pojavu struje u krugu zavojnice.

Zavojnica se može zamijeniti provodnim krugom, a eksperimenti se mogu raditi na pomicanju i rotaciji samog kola u konstantnom magnetskom polju, ili magneta unutar fiksnog kola. Rezultat će biti isti izgled struje u kolu kada se magnet ili kolo pomiče.

Promjena magnetnog polja uzrokuje pojavu struje

Iz svega proizilazi da promjena magnetskog polja uzrokuje pojavu električne struje u vodiču. Ova struja se ne razlikuje od struje koju možemo dobiti iz baterija, na primjer. Ali da bi se ukazalo na uzrok njegove pojave, takva struja nazvana je indukcija.

U svim slučajevima mijenjali smo magnetno polje, odnosno magnetni fluks kroz provodnik, što rezultira strujom. Dakle, može se izvesti sljedeća definicija:

Sa bilo kojom promjenom magnetskog fluksa koji prodire u krug zatvorenog vodiča, u ovom vodiču nastaje električna struja koja postoji tijekom cijelog procesa promjene magnetskog fluksa.

Plan lekcije

Tema lekcije: Laboratorijski rad: "Proučavanje fenomena elektromagnetne indukcije"

Vrsta zanimanja - mješovito.

Vrsta lekcije kombinovano.

Ciljevi učenja lekcije: proučavati fenomen elektromagnetne indukcije

Ciljevi lekcije:

edukativni:proučavaju fenomen elektromagnetne indukcije

U razvoju. Da biste razvili sposobnost posmatranja, formirajte ideju o procesu naučnog saznanja.

obrazovne. Razvijati kognitivni interes za predmet, razviti sposobnost slušanja i slušanja.

Planirano obrazovnih ishoda: doprinijeti jačanju praktične orijentacije u nastavi fizike, formiranju vještina primjene stečenih znanja u različitim situacijama.

Ličnost: sa doprinose emocionalnoj percepciji fizičkih objekata, sposobnosti slušanja, jasnog i preciznog izražavanja svojih misli, razvijaju inicijativu i aktivnost u rješavanju fizičkih problema, formiraju sposobnost rada u grupama.

Metasubjekt: strrazvijati sposobnost razumijevanja i korištenja vizuelnih pomagala (crteži, modeli, dijagrami). Razvoj razumijevanja suštine algoritamskih propisa i sposobnosti djelovanja u skladu sa predloženim algoritmom.

tema: o poznavanje fizičkog jezika, sposobnost prepoznavanja paralelnih i serijskih veza, sposobnost navigacije u električnom kolu, sastavljanje kola. Sposobnost generalizacije i izvođenja zaključaka.

Napredak lekcije:

1. Organizacija početka časa (ocjenjivanje izostanaka, provjera spremnosti učenika za čas, odgovaranje na pitanja učenika o domaćim zadacima) - 2-5 minuta.

Nastavnik govori učenicima temu časa, formuliše ciljeve časa i upoznaje učenike sa planom časa. Učenici zapisuju temu časa u svoje sveske. Nastavnik stvara uslove za motivaciju aktivnosti učenja.

Savladavanje novog materijala:

Teorija. Fenomen elektromagnetne indukcijesastoji se u pojavi električne struje u provodnom kolu, koji ili počiva u naizmjeničnom magnetskom polju, ili se kreće u stalnom magnetskom polju na takav način da se mijenja broj vodova magnetske indukcije koji prodiru u kolo.

Magnetno polje u svakoj tački prostora karakterizira vektor magnetske indukcije B. Neka zatvoreni provodnik (kolo) bude postavljen u jednolično magnetsko polje (vidi sliku 1.)

Slika 1.

Normalno prema ravni provodnika čini ugaosa smjerom vektora magnetske indukcije.

magnetni fluksF kroz površinu površine S naziva se vrijednost jednaka proizvodu modula vektora magnetske indukcije B i površine S i kosinusa uglaizmeđu vektora i .

F=V S cos α (1)

Smjer induktivne struje koja se javlja u zatvorenom kolu kada se mijenja magnetni tok kroz njega određen je Lenzovo pravilo: induktivna struja koja nastaje u zatvorenom kolu sa svojim magnetsko polje suprotstavlja se promjeni magnetskog fluksa kojom je uzrokovana.

Primijenite Lenzovo pravilo na sljedeći način:

1. Postavite smjer linija magnetne indukcije B vanjskog magnetskog polja.

2. Saznajte da li se fluks magnetske indukcije ovog polja povećava kroz površinu ograničenu konturom ( F 0), ili smanjuje ( F 0).

3. Podesite pravac linija magnetne indukcije B "magnetnog polja

induktivna struja Ikoristeći pravilo gimleta.

Kada se magnetni tok promijeni kroz površinu omeđenu konturom, u potonjoj se pojavljuju vanjske sile, čije djelovanje karakterizira EMF, tzv. EMF indukcije.

Prema zakonu elektromagnetne indukcije, EMF indukcije u zatvorenoj petlji je po apsolutnoj vrijednosti jednak brzini promjene magnetskog fluksa kroz površinu ograničenu petljom:

Uređaji i oprema:galvanometar, napajanje, namotaji jezgra, lučni magnet, ključ, spojne žice, reostat.

Radni nalog:

1. Dobivanje indukcijske struje. Za ovo vam je potrebno:

1.1. Koristeći sliku 1.1., sastavite strujno kolo koje se sastoji od 2 zavojnice, od kojih je jedan spojen na izvor istosmjerne struje preko reostata i ključa, a drugi, koji se nalazi iznad prvog, povezan je na osjetljivi galvanometar. (vidi sliku 1.1.)

Slika 1.1.

1.2. Zatvorite i otvorite strujni krug.

1.3. Uvjerite se da se indukcijska struja javlja u jednom od zavojnica u trenutku zatvaranja električnog kruga zavojnice, koji je nepomičan u odnosu na prvi, pritom promatrajući smjer odstupanja igle galvanometra.

1.4. Pokreni zavojnicu spojenu na galvanometar u odnosu na zavojnicu spojenu na izvor jednosmjerne struje.

1.5. Uvjerite se da galvanometar detektira pojavu električne struje u drugoj zavojnici pri bilo kakvom njenom pomicanju, dok će se smjer strelice galvanometra promijeniti.

1.6. Izvedite eksperiment sa zavojnicom spojenom na galvanometar (vidi sliku 1.2.)

Slika 1.2.

1.7. Uvjerite se da se indukcijska struja javlja kada se permanentni magnet pomiče u odnosu na zavojnicu.

1.8. Donesite zaključak o uzroku indukcijske struje u izvedenim eksperimentima.

2. Provjera ispunjenja Lenzovog pravila.

2.1. Ponovite eksperiment iz paragrafa 1.6 (slika 1.2.)

2.2. Za svaki od 4 slučaja ovog eksperimenta nacrtajte dijagrame (4 dijagrama).

Slika 2.3.

2.3. Provjerite ispunjenost Lenzovog pravila u svakom slučaju i popunite tabelu 2.1 prema ovim podacima.

Tabela 2.1.

N iskustvo	Metoda za dobijanje indukcione struje
	Dodavanje sjevernog pola magneta zavojnici				povećava
	Uklanjanje sjevernog pola magneta sa zavojnice				smanjuje se
	Umetanje južnog pola magneta u zavojnicu				povećava
	Uklanjanje južnog pola magneta iz zavojnice				smanjuje se

3. Donijeti zaključak o obavljenom laboratorijskom radu.

4. Odgovorite na sigurnosna pitanja.

Test pitanja:

1. Kako bi se zatvoreni krug trebao kretati u jednoličnom magnetskom polju, translacijsko ili rotaciono, tako da u njemu nastane induktivna struja?

2. Objasni zašto induktivna struja u kolu ima takav smjer da njeno magnetsko polje sprječava promjenu magnetskog toka njenog uzroka?

3. Zašto postoji znak "-" u zakonu elektromagnetne indukcije?

4. Magnetizirana čelična šipka pada kroz magnetizirani prsten duž svoje ose, čija je os okomita na ravan prstena. Kako će se promijeniti struja u prstenu?

Prijem na laboratorijski rad 11

1. Kako se zove snaga magnetskog polja? Njegovo grafičko značenje.

2. Kako se određuje modul vektora magnetske indukcije?

3. Dajte definiciju mjerne jedinice indukcije magnetskog polja.

4. Kako se određuje smjer vektora magnetske indukcije?

5. Formulirajte pravilo gimleta.

6. Zapišite formulu za izračunavanje magnetnog fluksa. Koje je njegovo grafičko značenje?

7. Definirajte mjernu jedinicu za magnetni fluks.

8. Šta je fenomen elektromagnetne indukcije?

9. Koji je razlog razdvajanja naelektrisanja u provodniku koji se kreće u magnetskom polju?

10. Koji je razlog razdvajanja naelektrisanja u nepokretnom provodniku u naizmeničnom magnetnom polju?

11. Formulirajte zakon elektromagnetne indukcije. Zapišite formulu.

12. Formulirajte Lenzovo pravilo.

13. Objasni Lenzovo pravilo zasnovano na zakonu održanja energije.

U ovoj lekciji ćemo izvoditi laboratorijski rad br. 4 "Proučavanje fenomena elektromagnetne indukcije." Svrha ove lekcije će biti proučavanje fenomena elektromagnetne indukcije. Koristeći potrebnu opremu, provest ćemo laboratorijski rad, na kraju kojeg ćemo naučiti kako pravilno proučiti i odrediti ovaj fenomen.

Cilj je učiti fenomeni elektromagnetne indukcije.

Oprema:

1. Miliammetar.

2. Magnet.

3. Coil-coil.

4. Izvor struje.

5. Reostat.

6. Ključ.

7. Zavojnica od elektromagneta.

8. Spojne žice.

Rice. 1. Eksperimentalna oprema

Započnimo laboratorij prikupljanjem postavki. Za sklapanje kola koje ćemo koristiti u laboratoriji, pričvrstit ćemo zavojnicu na miliampermetar i koristiti magnet koji ćemo pomicati bliže ili dalje od zavojnice. Istovremeno, moramo zapamtiti šta će se dogoditi kada se pojavi indukcijska struja.

Rice. 2. Eksperiment 1

Razmislite o tome kako objasniti fenomen koji posmatramo. Kako magnetni fluks utiče na ono što vidimo, posebno na porijeklo električne struje. Da biste to učinili, pogledajte pomoćnu sliku.

Rice. 3. Linije magnetnog polja stalnog šipkastog magneta

Imajte na umu da linije magnetne indukcije izlaze iz sjevernog pola, ulaze u njih Južni pol. Istovremeno, broj ovih linija, njihova gustoća je različita u različitim dijelovima magneta. Imajte na umu da se smjer magnetskog polja također mijenja od tačke do tačke. Stoga možemo reći da promjena magnetskog toka dovodi do činjenice da u zatvorenom vodiču nastaje električna struja, ali samo kada se magnet pomiče, pa se mijenja magnetni tok koji prodire u područje ograničeno zavojima ovog zavojnice.

Sljedeća faza našeg proučavanja elektromagnetne indukcije povezana je sa definicijom smjer indukcijske struje. Smjer indukcijske struje možemo suditi prema smjeru u kojem odstupa strelica miliampermetra. Upotrijebimo lučni magnet i vidjet ćemo da kada se magnet približi, strelica će odstupiti u jednom smjeru. Ako se sada magnet pomakne u drugom smjeru, strelica će odstupiti u drugom smjeru. Kao rezultat eksperimenta, možemo reći da smjer indukcijske struje također ovisi o smjeru kretanja magneta. Također napominjemo da smjer indukcijske struje također zavisi od pola magneta.

Imajte na umu da veličina indukcijske struje ovisi o brzini kretanja magneta, au isto vrijeme i o brzini promjene magnetskog fluksa.

Drugi dio našeg laboratorijskog rada biće povezan sa još jednim eksperimentom. Pogledajmo šemu ovog eksperimenta i razgovarajmo o tome šta ćemo sada učiniti.

Rice. 4. Eksperiment 2

U drugom krugu se u principu ništa nije promijenilo u pogledu mjerenja induktivne struje. Isti miliampermetar pričvršćen na zavojnicu. Sve ostaje kao u prvom slučaju. Ali sada ćemo dobiti promjenu magnetskog fluksa ne zbog kretanja trajnog magneta, već zbog promjene jačine struje u drugom zavojnici.

U prvom dijelu ćemo istražiti prisustvo indukciona struja prilikom zatvaranja i otvaranja strujnog kruga. Dakle, prvi dio eksperimenta: zatvaramo ključ. Obratite pažnju, struja se povećava u kolu, strelica je skrenula na jednu stranu, ali obratite pažnju, sada je ključ zatvoren, a miliampermetar ne pokazuje električnu struju. Činjenica je da nema promjene u magnetnom fluksu, o tome smo već govorili. Ako je ključ sada otvoren, miliampermetar će pokazati da se smjer struje promijenio.

U drugom eksperimentu ćemo vidjeti kako indukciona struja kada se električna struja u drugom kolu promijeni.

Sljedeći dio eksperimenta će biti praćenje kako će se indukcijska struja promijeniti ako se struja u kolu promijeni zbog reostata. Znate to ako se promijenimo električni otpor u kolu, tada će se, slijedeći Ohmov zakon, promijeniti i električna struja. Kako se električna struja mijenja, mijenja se i magnetsko polje. U trenutku pomicanja kliznog kontakta reostata dolazi do promjene magnetskog polja, što dovodi do pojave indukcijske struje.

Da bismo zaključili laboratorij, trebali bismo pogledati kako se stvara induktivna električna struja u generatoru električne struje.

Rice. 5. Generator električne struje

Njegov glavni dio je magnet, a unutar ovih magneta nalazi se zavojnica s određenim brojem zavoja. Ako sada okrenemo kotač ovog generatora, indukcijska električna struja će se inducirati u namotaju zavojnice. Iz eksperimenta se može vidjeti da povećanje broja okretaja dovodi do činjenice da sijalica počinje jače gorjeti.

Spisak dodatne literature:

Aksenovich L. A. Fizika u srednja škola: Theory. Zadaci. Testovi: Proc. dodatak za institucije koje pružaju op. okruženja, obrazovanje / L.A. Aksenovich, N.N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Mn.: Adukatsy i vykhavanne, 2004. - C. 347-348. Myakishev G.Ya. Fizika: Elektrodinamika. 10-11 razredi. Udžbenik za dubinsko proučavanje fizike / G.Ya. Myakishev, A.3. Sinyakov, V.A. Slobodskov. - M.: Drfa, 2005. - 476 str. Purysheva N.S. fizika. 9. razred Udžbenik. / Purysheva N.S., Vazheevskaya N.E., Charugin V.M. 2. izd., stereotip. - M.: Drfa, 2007.

Cilj: eksperimentalno proučavanje fenomena magnetske indukcije verifikacije Lenzovog pravila.
Teorijski dio: Fenomen elektromagnetne indukcije sastoji se od pojave električne struje u provodnom kolu, koje ili počiva u magnetskom polju koje se mijenja u vremenu, ili se kreće u konstantnom magnetskom polju na način da broj vodova magnetske indukcije prodire kroz promene kola. U našem slučaju bi bilo razumnije magnetsko polje mijenjati u vremenu, jer ga stvara pokretni (slobodno) magnet. Prema Lenzovom pravilu, induktivna struja koja se javlja u zatvorenom kolu suprotstavlja se svojim magnetskim poljem promjeni magnetskog fluksa kojom je uzrokovana. U ovom slučaju to možemo uočiti po odstupanju igle miliampermetra.
Oprema: Miliampermetar, napajanje, zavojnice sa jezgrom, lučni magnet, prekidač na dugme, spojne žice, magnetna igla (kompas), reostat.

Radni nalog

I. Pronalaženje uslova za nastanak indukcione struje.

1. Spojite kalem-kalem na stezaljke miliampermetra.
2. Posmatrajući očitanja miliampermetra, zabilježite da li je došlo do indukcijske struje ako:

* umetnite magnet u fiksnu zavojnicu,
* uklonite magnet sa fiksne zavojnice,
* postavite magnet unutar zavojnice, ostavljajući ga nepomičnom.

3. Saznajte kako se magnetni fluks F, koji prodire u zavojnicu, promijenio u svakom slučaju. Donesite zaključak o stanju pod kojim se induktivna struja pojavila u zavojnici.
II. Proučavanje smjera indukcijske struje.

1. Smjer struje u zavojnici može se suditi prema smjeru u kojem igla miliampermetra odstupa od nulte podjele.
Provjerite da li će smjer indukcijske struje biti isti ako:
* ubacite u zavojnicu i uklonite magnet sa sjevernim polom;
* umetnite magnet u zavojnicu magneta sa sjevernim i južnim polom.
2. Saznajte šta se promijenilo u svakom slučaju. Donesite zaključak o tome šta određuje smjer indukcijske struje. III. Proučavanje veličine indukcijske struje.

1. Polako i sa većom brzinom pomjerite magnet bliže fiksnoj zavojnici, bilježeći koliko podjela (N 1 , N 2 ) strelica miliampermetra odstupa.

2. Približite magnet zavojnici sa sjevernim polom. Obratite pažnju na koliko je podjela N 1 igla miliampermetra odstupa.

Pričvrstite na sjeverni pol lučnog magneta sjeverni pol trakasti magnet. Saznajte koliko je odjeljenja N 2, strelica miliampermetra odstupa kada se dva magneta istovremeno približavaju.

3. Saznajte kako se magnetni fluks promijenio u svakom slučaju. Donesite zaključak o čemu ovisi veličina indukcijske struje.

Odgovori na pitanja:

1. Prvo brzo, a zatim polako gurnite magnet u zavojnicu bakarne žice. Da li se isti električni naboj prenosi kroz žičani dio zavojnice?
2. Da li će u gumenom prstenu postojati indukciona struja kada se u njega unese magnet?