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:

1. прибор для демонстрации вихревых токов;

2. прибор для демонстрации правила Ленца;

3. универсальный трансформатор.

Задание 3. Разработайте принципиальные схемы и смонтируйте с помощью имеющихся приборов экспериментальные установки для следующих опытов:

1. явление электромагнитной индукции;

2. вихревые токи и принцип действия спидометра;

3. исследование ЭДС индукции;

4. правило Ленца;

5. самоиндукция;

6. токи Фуко (индукционные токи в массивных телах).

Задание 4. Подготовьтесь к проведению экспериментов с собранными ЭУ по следующему плану:

1. Цель эксперимента;

2. Разработка метода эксперимента;

3. Проектирование и конструирование ЭУ (или описание готовой ЭУ);

4. Составление плана проведения эксперимента;

5. Анализ полученных результатов;

6. Формулирование вывода из опыта;

7. Формулирование эмпирического вывода;

8. Теория эксперимента.

Задание 5. Подготовьте письменный отчет по выполнению лабораторной работы, включив в него:

1. Название работы; Цель работы;

2. Результаты выполнения задания №1 в форме таблицы:

Название опыта	Формулировки суждений

3. Краткое описание приборов, используемых в работе, в форме таблицы:

Название и рисунок прибора	Эксплуатационные характеристики и особенности (кратко)

4. 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