Этапы проведения эксперимента
1. Ознакомьтесь с принципом действия магнитного зонда. Для этого подключите к выходу звукового генератора (общ., 600 Ом) провода зонда, обозначенные (ЗГ; ЗГ). Вторую пару проводов зонда (Г, Г) присоедините к гальванометру, используя зажимы для переменного тока. Затем поднесите зонд к установленному на столе постоянному магниту. Когда лампы генератора разогреются, зонд начинает слабо звучать и стрелка гальванометра отклоняется. Поворачивая лимб генератора, и изменяя частоту колебаний, добейтесь наибольшего отклонения стрелки гальванометра.
После этого поместите зонд в каком-либо другом месте вблизи магнита (рисунок 1) и поворачивайте его. Опишите условия, при которых наблюдаются наибольшее и наименьшее отклонение стрелки.
Рисунок 1
2. Закрепите зонд в поворотном приспособлении универсального штатива (рисунок 2) и придвиньте к нему вертикальный провод, натянутый между муфтами изолирующих стержней на расстояние около 7 см. При этом стрелка гальванометра отклоняется, хотя ток в проводе отсутствует.
Рисунок 2
Это обусловлено тем, что зонд реагирует на магнитное поле Земли, магнитное поле магнита и различных намагниченных предметов, находящихся поблизости гальванометра.
Замкните ключ и, изменяя силу тока в проводнике, добейтесь отклонения стрелки гальванометра на 5 – 6 делений.
Отодвиньте провод (не зонд!) так, чтобы показание гальванометра уменьшилось вдвое (3 деления). Повторите измерения при других значениях между проводом и зондом. Результаты наблюдений занесите в таблицу 1.
Таблица 1
r, см |
I, мкА |
|
|
|
|
3. Замените прямолинейный провод проволочным витком диаметром 220 мм, свернутым из медной или алюминиевой проволоки толщиной 1,2 – 2 мм и установите виток, так чтобы зонд оказался в центре витка (рисунок 3). Исследуйте зависимость индукции магнитного поля от силы тока в витке. Сделайте соответствующие выводы.
Рисунок 3
4. Исследуйте зависимость индукции магнитного поля на оси витка в зависимости от расстояния между центром витка и зондом. Сделайте соответствующие выводы.
Рисунок 4
5. Для исследования магнитного поля соленоида применяют соленоид из 10 витков диаметром 7 см, свернутый из латунной или достаточно упругой медной проволоки толщиной 1,5 – 2 мм (рисунок 4). Штативы соединяют внизу коротким стержнем. Этот стержень, лежащий свободно в муфтах, удерживает изолирующие штативы в нужном положении. Исследуйте магнитное поле вокруг соленоида, вводя зонд внутрь и перемещая его перпендикулярно оси соленоида. После этого вводите зонд в промежутки между витками в разных местах. Сделайте соответствующие выводы.
4. 4 Взаимодействие проводников с током
Оборудование: моток проволочный на подставке, рамка, штатив универсальный, провода соединительные, двухполюсный переключатель демонстрационный.
Этапы проведения эксперимента
1. Соберите установку, изображенную на рисунке 1.
Рисунок 1
2. Расположите рамку и виток в одной плоскости. Определите и отметьте направление тока в рамке и витке.
3. Включите на короткое время ток и наблюдайте взаимодействие (притяжение или отталкивание рамки в зависимости от направления токов). Сила тока в каждом витке не должна превышать 4 А.
4. Поверните виток на 180о и тем самым измените характер взаимодействия витка с рамкой. Расположите рамку и виток так, чтобы плоскости их были параллельны, включите ток и наблюдайте взаимодействие в этом случае.
5. Сделайте соответствующие выводы.