Лабораторная работа "Изучение магнитного поля катушки с током"
Теоретический материал. Датский физик X. Эрстед обнаружил, что магнитная стрелка (компас), расположенная над (или под) проводником с электрическим током, при замыкании электрической цепи поворачивается и располагается перпендикулярно проводнику. Значит, вокруг проводника с током существует магнитное поле. Магнитное поле электрического тока легче всего обнаружить с помощью катушки (витков проволоки, намотанных на каркас из диэлектрического материала). Когда по катушке идет ток, то магнитная стрелка приобретает определенную ориентацию (см. рис. 20). Если катушку с током подвесить на тонких и гибких проводниках, то ось ее установится так же, как стрелка компаса (рис. 50). Поведение катушки с током в магнитном поле Земли аналогично поведению полосового магнита. Как и у полосового магнита, магнитное поле катушки изображают с помощью силовых линий, которые замкнуты (рис. 51).
Рис. 50
Рис. 51
Магнитное поле катушки усиливается при увеличении силы тока в ней, а при уменьшении силы тока ослабляется. Опыты показывают, что при неизменной силе тока в катушке ее магнитное поле тем сильнее, чем больше число витков в ней. Магнитное поле катушки с током можно значительно усилить, не меняя число ее витков и силу тока. Для этого надо ввести внутрь катушки железный сердечник (стержень). Катушка с железным сердечником внутри называется электромагнитом. Электромагниты нашли очень широкое применение. Они есть в электродвигателях, генераторах, телефонах, телевизорах и других механизмах. Цель работы: изучение магнитного поля катушки с током и обнаружение влияния среды на магнитное поле тока. Приборы и материалы: адаптер, мультиметр M890G, контурные катушки из комплекта для сборки детекторного радиоприемника, компас, резистор-потенциометр, калориметрические цилиндры или болты, провода соединительные. Указания к работе: 1. Соберите электрическую цепь по схеме на рисунке 52, а и с помощью компаса определите магнитные полюсы катушки. 2. С помощью переключателя на адаптере или реостата измените силу тока в цепи и при этом зафиксируйте поведение магнитной стрелки. 3. Соедините катушки СВ и ДB последовательно (рис. 52, б), установите в цепи такую же силу тока, как в первом опыте. Путем перемещения компаса вдоль оси катушки определите состояние магнитного поля катушки.
Рис. 52
4. В электрическую цепь включите, как и в первом опыте, катушку ДВ. После замыкания цепи компас отодвиньте от катушки на такое расстояние, чтобы ось магнитной стрелки была отклонена от оси катушки. 5. Внутрь катушки поочередно вводите калориметрические тела или болты и по поведению стрелки компаса отмечайте усиление или ослабление магнитного поля катушки.
