- •Инструкция к лабораторной работе №23
- •Лабораторная работа №23. Электромагнитная индекция Инструкция по выполнению работы
- •Описания приборов, используемых в теме
- •Варианты экспериментальных установок Опыт 1. Явление электромагнитной индукции
- •Опыт 2. Вихревые токи и принцип действия спидометра
- •Опыт 3. Исследование эдс индукции
- •Опыт 4. Правило Ленца
- •Опыт 5. Самоиндукция
- •Опыт 6. Токи Фуко
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«БИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СОЦИАЛЬНО-ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ»
Кафедра общей физики и методики обучения физике
Инструкция к лабораторной работе №23
Электромагнитная индукция
Лабораторная работа №23. Электромагнитная индекция Инструкция по выполнению работы
Цель работы: Научиться разрабатывать экспериментальные установки, проводить опыты по теме «Электромагнитная индукция».
Задание 1. Изучите по школьному учебнику тему «Электромагнитная индукция» (11 класс). Повторите основные знания, которые должны быть усвоены учащимися в этой теме и выпишите в тетрадь формулировки суждений, относящихся к опытам, перечисленным в задании 3.
Задание 2. Изучите по описаниям и инструкциям следующие приборы:
прибор для демонстрации вихревых токов;
прибор для демонстрации правила Ленца;
универсальный трансформатор.
Задание 3. Разработайте принципиальные схемы и смонтируйте с помощью имеющихся приборов экспериментальные установки для следующих опытов:
явление электромагнитной индукции;
вихревые токи и принцип действия спидометра;
исследование ЭДС индукции;
правило Ленца;
самоиндукция;
токи Фуко (индукционные токи в массивных телах).
Задание 4. Подготовьтесь к проведению экспериментов с собранными ЭУ по следующему плану:
Цель эксперимента;
Разработка метода эксперимента;
Проектирование и конструирование ЭУ (или описание готовой ЭУ);
Составление плана проведения эксперимента;
Анализ полученных результатов;
Формулирование вывода из опыта;
Формулирование эмпирического вывода;
Теория эксперимента.
Задание 5. Подготовьте письменный отчет по выполнению лабораторной работы, включив в него:
Название работы; Цель работы;
Результаты выполнения задания №1 в форме таблицы:
Название опыта |
Формулировки суждений |
|
|
Краткое описание приборов, используемых в работе, в форме таблицы:
Название и рисунок прибора |
Эксплуатационные характеристики и особенности (кратко) |
|
|
Описание экспериментов по указанному в задании 4 плану с рисунками ЭУ.
Описания приборов, используемых в теме
Прибор для демонстрации вихревых токов (рис.1) и принципа действия спидометра состоит из вращающегося алюминиевого диска, скобы (обоймы) со стержнем и дугообразного магнита.
На диске имеется спиральная пружина. Перед демонстрацией опыта диск устанавливают в игольчатый подшипник на скобе, а свободный конец спиральной пружины крепят на крючке скобы. Дугообразный магнит закрепляют в шпинделе центробежной машины.
Рис.1
При демонстрации принципа действия спидометра магнит приводят в медленное вращение и наблюдают поворот диска в направлении вращения магнита. Наблюдают по треугольной красной метке, нанесенной на диске. При определенной малой скорости вращения поворот диска прекращается, когда момент сил, обусловленных токами Фуко, равен моменту силы спиральной пружины. При увеличении скорости вращения магнита угол поворота диска увеличивается.
Прибор для демонстрации правила Ленца (рис.2) состоит из легкого металлического коромысла с двумя алюминиевыми кольцами, одно из которых сплошное, а другое имеет прорезь, и подставки с иглой. Коромысло в середине имеет стеклянный подпятник, который в рабочем положении опирается на острие иглы. Коромысло на острие иглы следует устанавливать осторожно, ибо очень легко можно разрушить стеклянный подпятник. Прибор рекомендуется хранить в коробке в разобранном состоянии.
Рис. 2
Универсальный трансформатор (рис.3). В комплект универсального трансформатора входят П-образный сердечник 1 с ярмом и приспособлениями для его крепления, катушка на 127/220 В, катушка из двух секций на 6 В каждая, два наконечника конусообразной формы 2, катушка с лампочкой З, медное и алюминиевое кольца 4, катушка для электросварки 5, кольцевой желоб на керамическом основании 6 и маятник с двумя сменными пластинами 7.
При питании от сети 220 В ток холостого хода составляет не более 0,3 А. Катушка на 127/220 В состоит из двух секций. Одна секция содержит 490 витков провода диаметром 0,5 мм, другая 422 витка провода диаметром 0,72 мм. Низковольтная катушка намотана проводом диаметром 1,5 мм и содержит по 38 витков в каждой секции. Изделия более поздних сроков изготовления содержат катушку, рассчитанную только на напряжение 220 В. Она состоит из одной секции, содержит 946 витков и имеет сетевой шнур с вилкой. Катушка на 220 В, низковольтная катушка и катушка для электросварки закрыты защитными кожухами из прозрачного полистирола.
Схема выводов обмоток катушек трансформатора показана на рис. 4
Рис.3 Рис.4