II. Практическая часть

Определить:

Ц.Д.(амперметра)= Δп.п. (амперметра)= Ц.Д.(вольтметра)= Δп.п. (амперметра)=

1. Последовательное соединение проводников

1. Начертить схему рис.1.

рис. 1

2. Подготовить таблицу для записи результатов измерений и вычислений

   I1	U1	I2	U2	U12	U1+ U2	R1	R2	R12

3. Собрать цепь по схеме (рис. 1):

4. Измерить напряжение и силу тока на первом резисторе. Показания внести в таблицу.

5. Изменить схему установки и измерить напряжение и силу тока на втором резисторе.

6. Изменить схему установки и измерить U₁₂ общее напряжение и силу тока I₁₂ на двух сопротивлениях

7. Вычислить сумму напряжений U₁+U₂.

8. Проверить, выполняется ли равенство:U₁₂=U₁+U_2.

9. Проверить справедливость равенств R₁₂=R₁+R₂ и .

2. Параллельное соединение проводников.

1. Начертить схему рис.2.

рис. 2

2. Подготовить таблицу для записи результатов измерений и вычислений.

I1, А	U1, В	I2, А	U2, В	I1+I2, А	I12, А	U12, В	, Ом-1	, Ом-1	, Ом-1

3. Собрать цепь по схеме (рис. 2).

4. Измерить напряжение и силу тока на первом резисторе.

5. Изменить схему установки и измерить силу тока и напряжение на втором резисторе.

6. Вычислить сумму токов I₁+I₂.

7. Изменить схему установки и измерить общую силу тока I₁₂ и напряжение U₁₂

в цепи.

8. Проверить, выполняется ли равенство: I₁₂=I₁+I_2.

9. Проверить справедливость равенств и .

10. Сделать вывод по результатам работы.

Контрольные вопросы:

1. Назовите плюсы и минусы параллельного и последовательного соединений проводников?

2. Приведите примеры параллельного и последовательного соединения проводников.

Литература

Дмитриева В.Ф., Физика. - М.: Издательский центр «Академия», 2013, гл. 10. § 10.8.

Лабораторная работа 8

Тема: Изучение явления электромагнитной индукции.

Цель: доказать экспериментально правило Ленца, определяющее направление тока при электромагнитной индукции.

Оснащение: дугообразный магнит, катушка-моток, миллиамперметр, полосовой магнит.

Порядок выполнения работы:

1. Повторить изученный ранее теоретический материал.

2. Ознакомиться с описанием работы.

3. Выполнить практическую часть.

4. Сделать вывод по результатам произведенных расчетов.

5. Письменно ответить на контрольные вопросы.

1 Теоретическая часть

Согласно закону электромагнитной индукции (или закону Фарадея — Максвелла), ЭДС электромагнитной индукции Е_i в замкнутом контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока Ф через поверхность, ограниченную этим контуром.

Е_i = -Ф'. (1)

Для определения знака ЭДС индукции (и соответственно направления индукционного тока) в контуре это направление сравнивается с выбранным направлением обхода контура.

Направление индукционного тока (так же как и величина ЭДС индукции) считается положительным, если оно совпадает с выбранным направлением обхода контура, и считается отрицательным, если оно противоположно выбранному направлению обхода контура. Воспользуемся законом Фарадея — Максвелла для определения направления индукционного тока в круговом проволочном витке площадью S₀. Предположим, что в начальный момент времени t₁ = 0 индукция магнитного поля В₁ в области витка равна нулю (рис 1а). В следующий момент времени t₂ = r виток перемещается в область магнитного поля, индукция которого В₂ направлена перпендикулярно плоскости витка к нам (рис 1б).

За направление обхода контура выберем направление по часовой стрелке. По правилу буравчика вектор площади контура S₀ будет направлен от нас перпендикулярно площади контура.

Магнитный поток Ф₁, пронизывающий контур в начальном положении витка, равен нулю (В₁ = 0):

Ф₁ = 0.

Магнитный поток в конечном положении витка

Изменение магнитного потока в единицу времени

Значит, ЭДС индукции, согласно формуле (1), будет положительной:

Это означает, что индукционный ток в контуре будет направлен по часовой стрелке. Соответственно, согласно правилу буравчика для контурных токов, собственная индукция В_i на оси такого витка будет направлена против индукции внешнего магнитного поля (рис 1б).

Согласно правилу Ленца, индуктивный ток в контуре именно такое направление, что созданный им магнитный поток через поверхность, ограниченную контуром, препятствует изменению магнитного потока, вызвавшего этот ток.

Индукционный ток наблюдается и при усиление внешнего магнитного поля в плоскости витка без его перемещения. Например, при вдвигании полосового магнита в виток возрастет внешнее магнитное поле В и магнитный поток, его пронизывающий (рис 2а). Это приведет к возникновению индукционного тока I_i такого направления, что В_i В (рис 2б).

Схема экспериментальной установки приведена на рисунке 3. Дугообразный магнит 1 вдвигают северным полюсом в катушку-моток 2, присоединенную к миллиамперметру 3. Направление и величину индукционного тока в катушке определяют по знаку и величине отклонения стрелки миллиамперметра

Результаты данного эксперимента фиксируют в таблице 1 в соответствии с рисунком 2. Здесь I_A – показания миллиамперметра, которые считаются положительными при отклонении стрелки вправо.

Таблица 1