Лабораторна робота.для 9 класу: "Складання та випробування електромагніту.".

Лабораторна робота №1.

Складання та випробування електромагніту.

 

Мета: Вивчити будову електромагніту  та дослідити його властивості, використовуючи додаток   Gauss Meter.

Обладнання: смартфон, дві котушки із мідного ізольованого дроту з різною кількістю витків, залізне осердя, саморобне осердя з різних матеріалів (картон, дерево, скло, алюміній, мідь.), джерело постійного струму, з’єднувальні провідники, реостат, амперметр, вимикач, дрібні залізні предмети (цвяшки, скріпки, шпильки, кнопки), лінійка.

Інструкція з безпеки  під час підготовки і проведення лабораторних робіт з фізики.

 

Правила безпеки при проведенні робіт з електрики.

1. Складаючи електричне коло, уникайте перетину проводів.

2. Правильно вмикайте прилади: амперметр - послідовно, вольтметр - паралельно до споживача, дотримуйтеся полярності, вказаної на передній панелі приладів.

3. Під час проведення дослідів не допускайте граничних навантажень вимірювальних приладів.

4. При складанні експериментальних установок використовуйте провідники (з кінцевиками і запобіжними чохлами) з міцною ізоляцією без видимих пошкоджень; забороняється користуватись провідниками із спрацьованою ізоляцією.

5. Джерело живлення вмикайте в електричне коло в останню чергу.

6. Не доторкайтесь до елементів кола, що перебувають під напругою і не мають ізоляції.

7. Наявність напруги в колі перевіряйте лише відповідними приладами.

8. Не виконуйте повторно з'єднань у колі після ввімкнення джерела живлення.

9. Виявивши несправність в електричних пристроях, що перебувають під напругою, негайно вимкніть джерело живлення і повідомте про це вчителя.

10. Під час користування реостатом не виводьте повзунок у положення короткого замикання.

11. Під час користування електронагрівальними приладами оберігайтесь опіків від нагрітих деталей.

 

Правила безпеки при проведенні робіт з магнетизму.

1. Обережно поводьтеся з постійними магнітами, не допускайте їх падіння, не вдаряйте по них сторонніми предметами, бо це приводить до їх розмагнічення.

2. Не торкайтесь магнітної стрілки постійними магнітами, бо це може призвести до її перемагнічення.

 

Теоретичні відомості.

Електромагніт (англ. electromagnet, нім. Elektromagnet) - пристрій, що створює магнітне поле під час проходження електричного струму.

Зазвичай електромагніт складається з обмотки і феромагнітного осердя (котушки), який набуває властивостей магніту при проходженні по обмотці струму.

У електромагнітах, призначених, перш за все, для створення механічного зусилля також присутній якір (рухома частина магнітопроводу), що передає зусилля. Обмотки електромагнітів виготовляють з ізольованого алюмінієвого або мідного дроту, хоча є і надпровідні електромагніти. [1].

Хід роботи.

1. Налаштування додатку Gauss Meter.
   1. Встановіть на Ваш смартфон додаток Gauss Meter, використовуючи даний QR-код.

 

 

2. Відкрийте додаток Gauss Meter.
3. У меню налаштувань виберіть пункт меню Units та встановіть одиниці вимірювання Tesla.

 

4. Виберіть режим роботи

 

5. Додаток готовий до роботи.

 

 

2. Визначення полюсів котушки електромагніту.
   1. Складіть електричне коло згідно схеми показаної на малюнку (використайте котушку з меншою кількістю витків).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Замкніть електричне коло.
3. Підносячи  почергово смартфон до протилежних країв котушки, та спостерігаючи за обертанням стрілки віртуального компаса у додатку, визначте її магнітні полюси. Позначте полюси котушки на малюнку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Не змінюючи положення котушки, змініть напрям струму у ній (поміняйте місцями підключення позитивного та негативного полюсів джерела струму.
5. Підносячи  почергово смартфон до протилежних країв котушки, та спостерігаючи за обертанням стрілки віртуального компаса у додатку, визначте її магнітні полюси. Позначте полюси котушки на малюнку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Зробіть висновок про залежність розміщення полюсів котушки від напряму струму у ній.

______________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Дослідження магнітних властивостей котушки із струмом.
   1.  Розмістіть смартфон іх запушеним додатком Gauss Meter на відстані  1 см від одного із полюсів соленоїда та запишіть у таблицю величину індукції магнітного поля (В=….. µTesla на верхній шкалі).
   2. Збільшуючи відстань між котушкою та смартфоном заповніть таблицю:

 

Відстань до котушки,  l, м	0,01
Індукція магнітного поля В, µТл

Таблиця 1.

3. Зробіть висновок про залежність індукції магнітного поля від відстані до соленоїда.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

4.  Замініть у електричному колі котушку на іншу.
5. Розмістіть смартфон іх запушеним додатком Gauss Meter на відстані  1 см від одного із полюсів соленоїда та запишіть у таблицю величину індукції магнітного поля (В=….. µTesla на верхній шкалі).
6. Збільшуючи відстань між котушкою та смартфоном заповніть таблицю:

 

Відстань до котушки,  l, м	0,01
Індукція магнітного поля В, µТл

Таблиця 2.

7. Порівнюючи таблиці 1 та 2, зробіть висновок про залежність індукції магнітного поля від кількості витків у котушці.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Вставте у котушку осердя не із заліза (деревяне, пластикове чи  інше).
9. Розмістіть смартфон іх запушеним додатком Gauss Meter на відстані  1 см від одного із полюсів соленоїда та запишіть у таблицю величину індукції магнітного поля (В=….. µTesla на верхній шкалі).
10.               Збільшуючи відстань між котушкою та смартфоном заповніть таблицю:

Відстань до котушки,  l, м	0,01
Індукція магнітного поля В, µТл

Таблиця 3.

11.               Порівнюючи таблиці 2 та 3, зробіть висновок про залежність індукції магнітного поля від наявності не феромагнітного осердя.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

12.               Вставте у котушку осердя із заліза.
13.               Розмістіть смартфон іх запушеним додатком Gauss Meter на відстані  1 см від одного із полюсів соленоїда та запишіть у таблицю величину індукції магнітного поля (В=….. µTesla на верхній шкалі).
14.               Збільшуючи відстань між котушкою та смартфоном заповніть таблицю:

Відстань до котушки, L, м	0,01
Індукція магнітного поля В, µТл

Таблиця 4.

15.               Порівнюючи таблиці 2 та 4, зробіть висновок про залежність індукції магнітного поля від наявності  феромагнітного осердя.
16.               Розмістіть смартфон іх запушеним додатком Gauss Meter на відстані  1 см від одного із полюсів соленоїда. Пересуваючи повзунок реостата змінюйте силу струму в котушці. Значення сили струму та магнітної індукції запишіть у таблицю:

Сила струму І, А
Індукція магнітного поля В, µТл

Таблиця 5.

17.               Зробіть висновок про залежність індукції магнітного поля від сили струму у котушці.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

4.               Випробування електромагніту
   1. Піднесіть дрібні залізні предмети або ошурки до електромагніту.
   2. Змінюйте силу струму у колі та відстань від електромагніту до залізних предметів.
   3.  Використовуючи результати дослідів та таблиці 1-5 зробіть висновок про залежність сили дії електромагніту на залізні предмети від індукції магнітного поля, яке він створює.  

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

1. Зробіть висновок про можливість використання досліджуваного пристрою  у техніці:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________