Лабораторная работа № 5эм изучение явления электромагнитной индукции в неподвижных проводниках

Цель работы:

1) изучить явление электромагнитной индукции;

2) измерить наводящееся при изменении магнитного потока в неподвижных катушках напряжение и получить график зависимости индуцированного напряжения от времени;

3) интерпретировать полученную экспериментальную кривую, приблизительно оценить величину магнитного потока и магнитной индукции.

Приборы и оборудование:

1) трубка с шестью индукционными катушками;

2) магниты;

3) компьютер с программным обеспечением «3B NETlab».

1. Задание

Подготовьте теоретическое обоснование к лабораторной работе по предложенным вопросам, используя литературу:

1. Трофимова, Т.И. Курс физики §122,123 (глава 15 “лектромагнитная индукция)

2. Методичка

1. Что такое магнитный поток, каковы способы его изменения?

________________________________________________________

________________________________________________________

2. В чем состоит явление электромагнитной индукции?

_________________________________________________________

_________________________________________________________

3. Закон электромагнитной индукции (закон Фарадея).

_________________________________________________________

_________________________________________________________

4. Как определяется направление индукционного тока?

_________________________________________________________

_________________________________________________________

5. Какова причина возникновения ЭДС электромагнитной индукции в неподвижном контуре при изменении магнитного потока?

_________________________________________________________

_________________________________________________________

6. Какова природа индукционного тока?

_________________________________________________________

_________________________________________________________

2. Порядок выполнения работы

Так как электронный измеритель «3BNetlog» настраивается и управляется программой «3BNETlab», установленной на компьютере, то эксперимент состоит в проведении определенных манипуляций с «3BNETlab». Программа позволяет настроить электронный измеритель (время между отдельными измерениями, число измерений, время измерения), определяет момент начала измерения – момент, когда необходимо отпустить магнит, считывает с прибора значения измеряемого напряжения и представляет их в виде графика зависимости напряжения от времени. В программе предусмотрена возможность изменять масштаб оси напряжения и оси времени для более удобного представления результата измерений.

Итак, для достижения целей, поставленных в данной лабораторной работе, необходимо последовательно выполнить нижеперечисленные шаги.

1. Подробно изучить разделы «Теоретическая часть» и «Описание и принцип действия установки».

2. Включить компьютер, найти на рабочем столе ярлык с названием «Лабораторная работа» и значком в виде «InternetExplorer».

3. Соединить все элементы установки между собой согласно разд. 2 данных методических указаний.

4. Подключить питание к прибору «3BNetlog» и включить его путем нажатия и удержания кнопки «on/off».

5. Запустить программу «3BNETlab» посредством ярлыка «Лабораторная работа».

6. В открывшемся окне переместить указатель мыши на сообщение браузера «В целях безопасности InternetExplorer не разрешает этому веб-узлу…» и щелкнуть мышью. В появившемся меню необходимо выбрать «Разрешить заблокированное содержимое». В появившемся окне «Предупреждение о безопасности» необходимо выбрать вариант «Да» (рис 1).

Рис. 1. Пример фрагмента окна к п. 6

В появившемся окне «3BNETlab» в поле «Username» вводится слово «Rudoy», а в«Pasword»слово «3bnetlab».

7. В следующем окне отмечается поле «MeasurementLab», необходимо активировать поле «Continue» (рис.2).

Рис. 2. Пример фрагмента окна к п. 7

8. Далее отмечается поле «Createanewdataset» и активируется поле «Continue» (рис. 3).

Рис. 3. Пример фрагмента окна к п. 8

9. В поле окна «3BNETlab» необходимо ввести имя файла «lab1», в который будут записаны результаты измерений.

10. В этом шаге повторяется последовательность действий из п. 6 порядка выполнения работы. Все последующие действия связаны с настройкой универсального измерителя, проведением опыта и получением конечного графика зависимости измеряемого индуцированного напряжения от времени.

11. В окне «Inputs» посредством «Select» необходимо оставить только «Input_A». Далее необходимо нажать «InputsOK»(рис. 4).

Рис. 4. Пример фрагмента окна к п. 11

12. Далее в поле «Samplingrate» необходимо выбрать «500µs 2kHzOsc», а в поле «Numbersofsamples» указать число измерений 4000. Тогда в поле «Samplingtime» автоматически появится параметр 2,0s (рис. 5).

Рис. 5. Пример фрагмента окна к п. 12

13. Завершается настройка нажатием «ParametrsOK».

14. Прежде чем нажать «Start», необходимо в «RightPanel» нажать иконку .

15. Для следующего шага нужно приготовить магнит для его свободного падения в трубке. Далее необходимо нажать «Start» и приготовиться отпустить магнит, как только появится окно «3B-NETLab» «Measuring». После прохождения магнитом всей трубки можно нажать «FinishMeasuring» (рис. 6).

Рис. 6. Пример фрагмента окна к п. 15

16. Дальше программа обрабатывает записанные прибором значения и выдает результат в виде графика зависимости напряжения от времени.

17. Необходимый временной отрезок измерения можно выделить с помощью (рис. 7) .

Рис. 7. Пример фрагмента окна к п. 17

18. Максимальное значение измеряемого напряжения может быть определено с помощью .

19. Полученный график необходимо показать преподавателю. При необходимости эксперимент можно повторить. Программа перейдет в исходное состояние после нажатия (рис. 8) .

Рис. 8. Пример фрагмента окна к п. 19

20. Для сохранения графика лучше воспользоваться функцией клавиатуры «PrintScreen». Скопированный рисунок можно сохранить либо в программе «Paint», либо в «MicrosoftWord» на рабочем столе. Готовый файл можно отправить на электронную почту или скопировать на «флэш-память».

21.Следуя указанию п. 19 повторите опыт с тем же магнитом два-три раза, сохраняя графики согласно п. 20.

22. После выполнения лабораторной работы, сохраненные файлы должны быть удалены с рабочего стола. Компьютер и универсальный электронный измеритель необходимо выключить.

23. Распечатанные графики необходимо приложить к рабочей тетради для дальнейшего анализа.