(Обновлен)Лабораторная работа 1 ГДЗ Мякишев 11 класс (Физика)
Наблюдение действия магнитного поля на ток
Цель работы: исследовать взаимодействие тока с постоянным магнитом.
Оборудование: источник тока, реостат, ключ, витки проволоки, катушка, полосовой магнит, штатив, динамометр, амперметр, соединительные провода.
Порядок выполнения работы
Первый опыт
- На штативе подвесьте динамометр, к динамометру прикрепите магнит, под магнитом расположите катушку и соберите электрическую схему согласно рисунку Л.1.
- Установите бегунок реостата в положение, соответствующее максимальному сопротивлению.
- Замкните цепь.
- Изменяйте силу тока, уменьшая сопротивление реостата, и записывайте показания динамометра в таблицу (таблицу сделайте в тетради).
- Измените направление тока в катушке. Проведите аналогичные измерения, также записывая результаты измерений в таблицу. Отметьте изменения показаний динамометра.
- Нарисуйте катушку и обозначьте полюсы её магнитного поля.
- Постройте график зависимости силы взаимодействия катушки с магнитом от силы тока, сделайте вывод.
Второй опыт
- На штативе подвесьте витки из проволоки и соберите электрическую схему согласно рисунку Л.2.
- Подвесьте к мотку проволоки магнит и понаблюдайте за движением витков проволоки. Запишите свои наблюдения.
- Поверните магнит и поднесите его к виткам проволоки другим полюсом. Наблюдения запишите.
- Измените направление тока в витках проволоки и поднесите к ним магнит сначала одним полюсом, затем другим.
- Покажите направление тока в витках проволоки.
- Объясните результаты опытов.
Первый опыт.
При увеличении силы тока в катушке показания динамометра изменяются, значит, сила взаимодействия катушки с магнитом зависит от силы тока.
| $$I,\ \text{А}$$ | 0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| $$F,\ \text{Н}$$ | 4,9 | 4,5 | 4,0 | 3,6 | 3,3 | 2,9 |
При изменении направления тока сила взаимодействия меняет направление: в одном случае катушка отталкивает магнит, в другом — притягивает его. При увеличении силы тока модуль силы взаимодействия возрастает.
Полюсы магнитного поля катушки определяются по правилу правой руки (буравчика): если смотреть на катушку со стороны, где ток идёт против часовой стрелки, то эта сторона является северным полюсом $$N$$; если по часовой стрелке — южным $$S$$.
График зависимости $$F(I)$$ имеет линейный характер: при увеличении силы тока сила взаимодействия изменяется почти пропорционально.
Второй опыт.
При поднесении магнита к виткам проволоки они начинают отталкиваться. Если повернуть магнит другим полюсом, витки начинают притягиваться.
При изменении направления тока в витках характер движения меняется на противоположный: то, что раньше было отталкиванием, становится притяжением, и наоборот.
Направление тока в витках определяют по правилу буравчика: магнитное поле витка направлено вдоль его оси, а направление тока связано с направлением этого поля.
Круговой ток создаёт магнитное поле, которое взаимодействует с полем постоянного магнита. Одноимённые полюсы отталкиваются, разноимённые притягиваются.
Ответ
1) Сила взаимодействия катушки с магнитом зависит от силы тока и возрастает с его увеличением; зависимость близка к линейной. При изменении направления тока направление силы меняется на противоположное.
2) Витки проволоки при поднесении магнита могут притягиваться или отталкиваться в зависимости от полюса магнита и направления тока. Это объясняется взаимодействием магнитного поля тока с магнитным полем постоянного магнита.
