Лабораторная работа № 10

1 Уровень( репродуктивный)

Тема: «Изучение явления электромагнитной индукции»

Теория.

Закон электромагнитной индукции – один из фундаментальных законов физики, позволяющий объяснить многие явления природы и оказавший определяющее влияние на развитие техники. Открытие электромагнитной индукции было сделано 29 августа 1831 г английским ученым Фарадеем.

Первоначально была открыта индукция в неподвижных друг относительно друга катушек с медным проводом. Одна из катушек была подсоединена к гальванометру, другая присоединена через ключ к источнику питания. Индукционный ток наблюдался при замыкании и размыкании цепи, т.е при изменении магнитного потока , пронизывающего катушку. Затем, ясно понимая, что сближение или удаление проводников с током должно приводить к тому же результату, что и замыкание и размыкание цепи, Фарадей с помощью опытов доказал, что ток возникает при перемещении катушек относительно друг друга (рис. 1).

17 октября был обнаружен индукционный ток в катушке во время вдвигания (или выдвигания) магнита (рис. 2).

рис 2

В течение одного месяца Фарадей опытным путем открыл все существенные особенности явления электромагнитной индукции и выяснил, от чего зависит появление индукционного тока в опытах, которые внешне выглядят по-разному.

В замкнутом проводящем контуре возникает ток при изменении числа линий магнитной индукции, пронизывающих поверхность, ограниченную этим контуром. Это явление называется электромагнитной индукцией. А ток, возникающий в контуре, называется индукционным.

Индукционный ток, возникший в проводнике, взаимодействует с породившим его током или магнитом. Если магнит (или катушку с током) приближать к замкнутому проводнику, то появляющийся индукционный ток своим магнитным полем обязательно отталкивает магнит (катушку). При удалении магнита возникает притяжение катушки и магнита .В этих опытах наблюдается неукоснительное выполнение закона сохранения энергии. Индукционный ток всегда направлен так, что созданное им магнитное поле стремится уменьшить изменения первичного магнитного потока .

Рис3. рис.4

Если бы магнитное поле нашей планеты было очень большим и сильно неоднородным, то быстрые движения проводящих тел( человеческое тело -хороший проводник) на ее поверхности и в атмосфере были бы невозможны из-за интенсивного взаимодействия индуцированного в теле тока с этим полем. Тела(любые, в том числе и человек) двигались бы как в плотной вязкой среде и при этом сильно разогревались бы. Ни самолеты, ни ракеты не могли бы летать

Согласно правилу Ленца возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван. Это правило было установлено русским физиком Э. X. Ленцем (1804-1865).

Согласно закону электромагнитной индукции ЭДС индукции в замкнутом контуре численно равна и протвоположно по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром:

E = - ,

ЭДС индукции, возникающая в соленоиде ( катушка с большим числом витков медного провода)

E = -N , где N - число витков в соленоиде.

∆Ф = Ф - Ф - изменение магнитного потока за время ∆t

Формула для расчета магнитного потока Ф=ВScosα .Потоком вектора магнитной индукции через поверхность площадью S называют величину, равную произведению модуля вектора магнитной индукции на площадь S и косинус угла α между векторами и (нормалью к поверхности)