Практична робота "Вимірювання магнітної індукції за допомогою мобільного додатку "Науковий журнал".

Практична робота «Вимірювання магнітної індукції за допомогою мобільного додатку «Науковий журнал».

Автор: вчитель фізики КЗ ОЗЗСО «Сузір’я» Оріхівської міської ради Середа С.В.

Тема. Вимірювання магнітної індукції.

Мета: виміряти магнітну індукцію, встановити залежність магнітної індукції від інших фізичних величин, закріпити знання про магнітне поле.

Обладнання: смартфон з мобільним додатком «Науковий журнал», цвях (або інший залізний стержень), ізольований дріт, постійний магніт, елемент живлення (батарейка).

Теоретичні відомості.

Уявлення про магнітне поле пояснює зв'язок між електрикою і магнетизмом. Джерелом появи магнітного поля є рухомі електричні заряди (струм). Магнітне поле виникає у просторі, довкола провідників зі струмом, подібно тому, як в просторі, довкола нерухомих електричних зарядів виникає електричне поле. Магнітне поле постійних магнітів також створюється електричними мікрострумами, що циркулюють всередині молекул речовини (гіпотеза Ампера).

Для опису магнітного поля вводять силову характеристику поля, аналогічну вектору напруженості електричного поля. Такою характеристикою є вектор магнітної індукції.

Магнітна індукція (індукція магнітного поля)  — це векторна фізична величина, яка характеризує силову дію магнітного поля. Магнітну              індукцію              позначають              символом  B.              Одиниця магнітної індукції в СІ – тесла; [B]=1Тл. Найбільше значення магнітна індукція має поблизу полюсів.

Вектор магнітної індукції визначає сили, які діють на рухомі заряди в магнітному полі.

За напрям вектора B прийнято напрямок від південного полюсу S до північного полюсу N магнітної стрілки, яка вільно рухається в магнітному полі (як у компасі). Напрямок магнітної індукції провідників зі струмом визначають за правилом свердлика або правилом правої руки.

Лінії магнітної індукції завжди замкнені. Це означає, що магнітне поле не має магнітних зарядів. Силові поля, що наділені такими властивостями, називають вихровими.

Вказівки до роботи.

Перша частина.

1. Запустіть мобільний додаток «Науковий журнал – магнітометр» (Рис.1).

Рис. 1. Вигляд панелі «Науковий журнал – магнітометр».

2. Виміряйте магнітну індукцію постійного магніту за трьома напрямками: OX, OY, OZ з обох сторін (Рис.2). За показами магнітометра встановіть вісь полюсів.

Рис. 2. Напрями вимірювання індукції за прямокутною системою координат.

3. Результати вимірювань занесіть до таблиці:

4. Повторіть п.2-3 для іншого постійного магніту.

Друга частина.

1. Намотайте на залізний цвях 20 витків ізольованого дроту, приєднайте до батарейки і з кінців цвяха (шапка та вістря) виміряйте магнітну індукцію за допомогою смартфону (Рис. 3).

Рис. 3. Обладнання другої частини роботи.

2. Повторіть дії в п.1 для 40  витків.

3. Результати вимірювань та обчислень занесіть до таблиці:

3. За результатами експерименту обох частин зробіть висновок, в якому зазначте: 1) яку величину ви виміряли; 2) від чого вона залежить як і в випадку електромагнітів так і в випадку постійних магнітів.

Творче завдання.

Використовуючи це ж саме обладнання, встановіть магнітні полюси постійного магніту та  котушки (південний чи північний). У випадку електромагніту перевірте цей висновок за допомогою відомого вам правила.