Лабораторна робота.для 9 класу: "Спостереження явища електромагнітної індукції".

Лабораторна робота №2.

Спостереження явища електромагнітної індукції.

Мета: Спостерігати явище електромагнітної індукції  та дослідити від чого залежить величина та напрям індукційного струму у котушці, використовуючи додаток   Gauss Meter.

Обладнання: смартфон, дві котушки із мідного ізольованого дроту з різною кількістю витків, два постійних магніти, мілі- або мікроамперметр (гальванометр), з’єднувальні провідники.

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

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.

Електромагнітна індукція — явище створення в просторі вихрового електричного поля змінним магнітним потоком. Одним із наслідків електромагнітної індукції є зв'язок між змінними електричним та магнітними полями в електромагнітній хвилі, інший наслідок, практично важливий для генерації електричного струму, — виникнення електрорушійної сили в провідному контурі, магнітний потік через який змінюється.

Явище електромагнітної індукції відкрив у 1831 році Майкл Фарадей. До того було відомо, що електричний струм у провіднику створює магнітне поле. Однак оберненого явища не спостерігалося. Постійне магнітне поле не створює електричного струму. Фарадей встановив, що струм виникає при зміні магнітного поля. Якщо підносити й віддаляти до рамки з провідного матеріалу постійний магніт, то стрілка підключеного до рамки вольтметра відхилятиметься, вказуючи на наявність електричного струму. Ще краще це явище проявляється, якщо вставляти (виймати) магнітне осердя в котушку з намотаним провідником. [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. Виявлення індукційного струму у замкненому контурі та дослідження чинників від яких залежить його величина.
   1. Приєднайте до котушки гальванометр (використайте котушку з меншою кількістю витків).

2. Розмістіть смартфон із увімкненим додатком Gauss Meter максимально близько до котушки.
   1.                      Вставте постійний магніт у котушку та залиште його нерухомим. Обнуліть показники додатку Gauss Meter (натисніть кнопку на екрані додатку). Спостерігайте за графіками зміни магнітного поля та показами гальванометра. Запишіть мінімальні та максимальні значення індукції магнітного поля (виділені блакитним кольором) та максимальне значення сили струму гальванометра:

В_МАХ=______ µТл,            В_МІП=______ µТл,         І_МАХ=______ А.

2. Обнуліть показники додатку Gauss Meter (натисніть кнопку на екрані додатку). Повільно виймайте магніт із котушки. Спостерігайте за графіками зміни магнітного поля та показами гальванометра. Запишіть мінімальні та максимальні значення індукції магнітного поля (виділені блакитним кольором) та максимальне значення сили струму гальванометра:

В_МАХ=______ µТл,            В_МІП=______ µТл,         І_МАХ=______ А.

3. Обнуліть показники додатку Gauss Meter (натисніть кнопку на екрані додатку). Повільно опускайте магніт у котушку. Спостерігайте за графіками зміни магнітного поля та показами гальванометра. Запишіть мінімальні та максимальні значення індукції магнітного поля (виділені блакитним кольором) та максимальне значення сили струму гальванометра:

В_МАХ=______ µТл,            В_МІП=______ µТл,         І_МАХ=______ А.

3. Замініть котушку на іншу, з більшою кількістю витків.
4. Розмістіть смартфон із увімкненим додатком Gauss Meter максимально близько до котушки(так як у пункті 2.2).
   1.                      Вставте постійний магніт у котушку та залиште його нерухомим. Обнуліть показники додатку Gauss Meter (натисніть кнопку на екрані додатку). Спостерігайте за графіками зміни магнітного поля та показами гальванометра. Запишіть мінімальні та максимальні значення індукції магнітного поля (виділені блакитним кольором) та максимальне значення сили струму гальванометра:

В_МАХ=______ µТл,            В_МІП=______ µТл,         І_МАХ=______ А.

2. Обнуліть показники додатку Gauss Meter (натисніть кнопку на екрані додатку). Повільно виймайте магніт із котушки. Спостерігайте за графіками зміни магнітного поля та показами гальванометра. Запишіть мінімальні та максимальні значення індукції магнітного поля (виділені блакитним кольором) та максимальне значення сили струму гальванометра:

В_МАХ=______ µТл,            В_МІП=______ µТл,         І_МАХ=______ А.

3. Обнуліть показники додатку Gauss Meter (натисніть кнопку на екрані додатку). Повільно опускайте магніт у котушку. Спостерігайте за графіками зміни магнітного поля та показами гальванометра. Запишіть мінімальні та максимальні значення індукції магнітного поля (виділені блакитним кольором) та максимальне значення сили струму гальванометра:

В_МАХ=______ µТл,            В_МІП=______ µТл,         І_МАХ=______ А.

5. Порівнюючи результати отримані при виконанні завдань 2.2.1 та 2.4.1; 2.2.2 та 2.4.2; 2.2.3 та 2.4.3, зробіть висновок про залежність індукційного струму від кількості витків котушки:

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6.   З’єднайте два постійних магніти південним полюсом до південного  та північним до північного і повторіть досліди 2.4.1-2.4.3.
   1. Вставте постійні магніти у котушку та залиште їх нерухомими. Обнуліть показники додатку Gauss Meter (натисніть кнопку на екрані додатку). Спостерігайте за графіками зміни магнітного поля та показами гальванометра. Запишіть мінімальні та максимальні значення індукції магнітного поля (виділені блакитним кольором) та максимальне значення сили струму гальванометра:

В_МАХ=______ µТл,            В_МІП=______ µТл,         І_МАХ=______ А.

2. Обнуліть показники додатку Gauss Meter (натисніть кнопку на екрані додатку). Повільно виймайте магніти із котушки. Спостерігайте за графіками зміни магнітного поля та показами гальванометра. Запишіть мінімальні та максимальні значення індукції магнітного поля (виділені блакитним кольором) та максимальне значення сили струму гальванометра:

В_МАХ=______ µТл,            В_МІП=______ µТл,         І_МАХ=______ А.

3. Обнуліть показники додатку Gauss Meter (натисніть кнопку на екрані додатку). Повільно опускайте магніти у котушку. Спостерігайте за графіками зміни магнітного поля та показами гальванометра. Запишіть мінімальні та максимальні значення індукції магнітного поля (виділені блакитним кольором) та максимальне значення сили струму гальванометра:

В_МАХ=______ µТл,            В_МІП=______ µТл,         І_МАХ=______ А.

7.   Порівнюючи результати отримані при виконанні завдань 2.4.1 та 2.6.1; 2.4.2 та 2.6.2; 2.4.3 та 2.6.3, зробіть висновок про залежність величини індукційного струму від індукції магнітного поля, що  створює цей струм:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Повторіть досліди 2.6.1 - 2.6.3 якомога швидше рухаючи магніти.
   1. Вставте постійні магніти у котушку та залиште їх нерухомими. Обнуліть показники додатку Gauss Meter (натисніть кнопку на екрані додатку). Спостерігайте за графіками зміни магнітного поля та показами гальванометра. Запишіть мінімальні та максимальні значення індукції магнітного поля (виділені блакитним кольором) та максимальне значення сили струму гальванометра:

В_МАХ=______ µТл,            В_МІП=______ µТл,         І_МАХ=______ А.

2. Обнуліть показники додатку Gauss Meter (натисніть кнопку на екрані додатку). Швидко виймайте магніти із котушки. Спостерігайте за графіками зміни магнітного поля та показами гальванометра. Запишіть мінімальні та максимальні значення індукції магнітного поля (виділені блакитним кольором) та максимальне значення сили струму гальванометра:

В_МАХ=______ µТл,            В_МІП=______ µТл,         І_МАХ=______ А.

3. Обнуліть показники додатку Gauss Meter (натисніть кнопку на екрані додатку). Швидко опускайте магніти у котушку. Спостерігайте за графіками зміни магнітного поля та показами гальванометра. Запишіть мінімальні та максимальні значення індукції магнітного поля (виділені блакитним кольором) та максимальне значення сили струму гальванометра:

В_МАХ=______ µТл,            В_МІП=______ µТл,         І_МАХ=______ А.

9.   Порівнюючи результати отримані при виконанні завдань 2.6.1 та 2.8.1; 2.6.2 та 2.8.2; 2.6.3 та 2.8.3, зробіть висновок про залежність величини індукційного струму від швидкості зміни магнітного поля, що  створює цей струм:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Виявлення індукційного струму у замкненому контурі та дослідження чинників від яких залежить його напрям.
   1. Приєднайте до котушки гальванометр (використайте котушку з більшою кількістю витків).

2. Розмістіть смартфон із увімкненим додатком Gauss Meter максимально близько до котушки.
   1. Швидко вставте, а потім швидко витягніть постійний магніт з котушки північним полюсом та спостерігайте за графіками зміни магнітного поля і напрямом відхилення стрілки гальванометра.
   2. Швидко вставте, а потім швидко витягніть постійний магніт з котушки південним полюсом та спостерігайте за графіками зміни магнітного поля і напрямом відхилення стрілки гальванометра.
3. Проаналізуйте досліди 3.2.1 та 3.2.2 і згадайте правило за яким визначається напрям індукційного струму. Зробіть висновок, чи підтвердили Ваші досліди дане правило:

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Зробіть висновок про можливість використання досліджуваного явища у техніці:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________