Описания приборов, используемых в теме

ИНСТРУКЦИЯ

К лабораторной работе №19

Магнитное поле

Лабораторная работа №19. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Инструкция по выполнению работы

Цель работы: Научиться разрабатывать экспериментальные установки, проводить опыты по теме «Магнитное поле».

Задание 1. Изучите по школьному учебнику тему «магнитное поле» (10 класс). Повторите основные знания, которые должны быть усвоены учащимися в этой теме и выпишите в тетрадь формулировки суждений, относящихся к опытам, перечисленным в задании 3.

Задание 2. Изучите по описаниям и инструкциям следующие приборы:

1) индикатор индукции магнитного поля;

2) прибор для изучения магнитного поля кругового тока;

3) рамки для изучения взаимодействия токов;

Задание 3. Разработайте принципиальные схемы и смонтируйте с помощью имеющихся приборов экспериментальные установки для следующих опытов:

1) изучение картин магнитного поля (постоянного магнита, тока);

2) изучение индукции магнитного поля;

3) взаимодействие параллельных проводников с током;

4) температура Кюри;

5) вихревой характер магнитного поля;

Задание 4. Подготовьтесь к проведению экспериментов с собранными ЭУ по следующему плану:

1. Цель эксперимента;

2. Разработка метода эксперимента;

3. Проектирование и конструирование ЭУ (или описание готовой ЭУ);

4. Составление плана проведения эксперимента;

5. Анализ полученных результатов;

6. Формулирование вывода из опыта;

7. Формулирование эмпирического вывода;

8. Теория эксперимента.

Задание 5. Подготовьте письменный отчет по выполнению лабораторной работы, включив в него:

1. Название работы; Цель работы;

2. Результаты выполнения задания №1 в форме таблицы:

3. Краткое описание приборов, используемых в работе, в форме таблицы:

4. Описание экспериментов по указанному в задании 4 плану с рисунками ЭУ.

Описания приборов, используемых в теме

Индикатор индукции магнитного поля (рис.1, 2) предназначен для каче­ственного сравнения модуля вектора магнитной индукции различных магнитных полей.

Рис.1 Рис.2

Схема прибора приведена на рисунке 1, а общий вид — на рисунке 2. На сердечник из пермалоевой ленты намотаны две одинаковые обмотки L1и L2таким образом, что при пропускании по ним пе­ременного тока от звукового ге­нератора магнитные потоки всег­да направлены навстречу и ком­пенсируют друг друга. Поверх этих обмоток намотана обмот­ка L3. Если составляющая век­тора магнитной индукции внеш­него магнитного поля вдоль оси ООне равна нулю, то магнит­ные потоки, созданные катушка­ми L1и L2не компенсируют друг друга, что обусловлено не­линейностью кривой намагничива­ния. Это приводит к изменению магнитного поля и возбуждению ЭДС в катушке L3. Чем больше вектор индукции внешнего маг­нитного поля, тем больше ЭДС. Разумеется, что в конкретном магнитном поле ЭДС в катушке L3максимальна, когда направ­ление оси ООсовпадет с направ­лением вектора магнитной ин­дукции.

При работе с приборами кон­цы ЗГ обмоток L1и L2подклю­чают к выходным зажимам «Общ» и «5 Ом» звукового гене­ратора, а концы Г обмотки L3 — к зажимам переменного тока гальванометра от демонстрацион­ного амперметра или вольтмет­ра.

Прибор для изучения магнитного поля кругового тока (рис.3) состоит из мотка медного эмалированного провода диаметром 0, 7 мм.

Рис.3

Моток содержит примерно 160 витков провода и закреплен на пластмассовом каркасе, выполненном из термопластичного пластика. Сопротивление прибора составляет примерно 3 Ом. Сила тока в обмотке не должна превышать 1, 5 А. В комплект входят подставка для размещения прибора на столе и съемный столик, состоящий из двух разделяющихся частей. При демонстрации картины магнитного поля столик закрепляют на каркасе мотка, а его поверхность покрывают слоем металлических опилок.

Рамки для изучения взаимодействия токов (рис.4) представ­ляют собой катушки, намотанные медным проводом диаметром 0, 5 и 1, 0 мм с эмалевой изоляцией. Размер рамок 200X200 мм. Каждая рамка содержит 50 витков.

Рис.4

Неподвижная рамка имеет де­ревянную обойму для удобства крепления в лапке штатива; она имеет сантиметровую шкалу, которая может поворачиваться при отпущенном винте и служит для отсчета расстояний между рам­ками. Концы подвижной рамки припаяны к длинным гибким про­водам, с помощью которых рамку можно подвешивать на попереч­ной планке, смонтированной в муфте универсального штатива. Поперек рамки натянута нить. Нить легкой проволоч­ной тягой (или другой нитью) можно зацепить за рычаг чувст­вительных весов; это позволяет определять силу взаимодействия между рамками.

Варианты экспериментальных установок