Виртуальная лабораторная работа на тему Исследование индукции магнитного поля (11 класс)

Лабораторная работаИсследование индукции магнитного поляЦель работы: Исследовать зависимость индукции переменного магнитного поля соленоида от силы тока и расположения катушки.:Приборы и принадлежности: соленоид, измерительная катушка, генератор низкой частоты, вольтметр или осциллограф, соединительные провода, рабочая панель, компьютер и компьютерная программа «Открытая физика», миллиметровка размером А4.
В данном методе предлагается провести лабораторную работу с помощью компьютера.
Краткое теоретическое обоснование эксперимента:
Магнитным потоком ФB через поверхность площадью S называется сумма всех элементарных потоков через все элементы этой поверхности (интеграл по поверхности):
ФВ=SB∙dS .
Электромагнитной индукцией (ЭМИ) называется явление возникновения электрического поля при изменении магнитного потока. Если в таком магнитном поле находится проводящий замкнутый контур, то в контуре индуцируется электрический ток, электродвижущая сила (э.д.с.), которого определяется законом Фарадея-Ленца: .Обозначая э.д.с. индукции символом инд и используя закон Ома для полной цепи, получим выражение для тока индукции , где R – сопротивление контура.
Методика и порядок измерений.
В данной лабораторной работе используется компьютерная модель, в которой изменяющийся магнитный поток возникает в результате движения проводящей перемычки по параллельным проводникам, замкнутым с одной стороны (программа «Открытая физика», раздел «Электродинамика», модель «Электромагнитная индукция»).(рис.4.1)
Проводящая перемычка длиной ℓ движется со скоростью V по параллельным проводам, замкнутым с одной стороны. Система проводников расположена в однородном магнитном поле, индукция которого равна В и направлена перпендикулярно плоскости, в которой расположены проводники. Выражение для силы тока I в перемычке, если ее сопротивление R, а сопротивлением проводников можно пренебречь имеет вид:
.(4.1)
1460551435
Рис. 4.1
Измерение и обработка результатов:
Зафиксируйте задаваемые преподавателем значения ℓ, R, B1 , и установив указанное в табл.4.1 значение скорости движения перемычки, занесите соответствующие значения силы тока I в таблицу 4.1.
Повторите измерения для двух других значений индукции магнитного поля В2 и В3, заданные преподавателем, и занесите их в табл. 4.1.
Таблица 4.1.
V(м/с) -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10
B1= Тл I=….мА B2= Тл I=….мА B3= Тл I=….мА Постройте на одном листе графики зависимости тока индукции от скорости движения перемычки при трех значениях индукции магнитного поля.
Для каждой прямой определите тангенс угла наклона по формуле .Вычислите теоретическое значение тангенса для каждой прямой по формуле . Результаты измерений занесите в таблицу 4.2 и сравнивая с предыдущими значениями tg(φ)эксп, сделать выводы.
Таблица 4.2.
№ tg()ЭКСП (Ac/м) tg()ТЕОР (Ac/м)
1 2 3 Выводы
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________