Лабораторная работа "Изучение направления индукционного тока. Правило Ленца"
Теоретический материал. В опытах по электромагнитной индукции направление индукционного тока меняется. Важно знать, какими правилами определяется это направление. Обратимся к опыту. На рисунке 66 показаны катушки 1 и 2 в виде витков. Стрелки Iперв и Iинд указывают соответственно направление тока от присоединенного источника в катушке 1 и направление индукционного тока в катушке 2. При замкнутой цепи (см. рис. 66) и увеличении силы тока в катушке 1 усиливается магнитное поле. Это вызывает в катушке 2, пронизываемой этим же магнитным потоком, индукционный ток противоположного направления.
Рис. 66
Если в катушке 1 сила тока уменьшается (увеличивается сопротивление реостата), но ток не изменяет своего направления, то уменьшающийся магнитный поток вызывает в катушке 2 индукционный ток одинакового направления (см. рис. 66). Иначе говоря, когда индукционный ток вызывается усилением магнитного потока, то этот ток направлен так, что он своим магнитным действием ослабляет первоначальный магнитный поток. Когда же индукционный ток вызывается ослаблением магнитного потока, то индукционный ток своим магнитным действием усиливает первоначальный магнитный поток. Наиболее общее правило для определения направления индукционного тока сформулировано Э. X. Ленцем: индукционный ток имеет всегда такое направление, что его магнитное поле препятствует любым изменениям магнитного потока, вызывающего появление индукционного тока. Наведенный индукционный ток порождает переменное магнитное поле в катушке 2, которое индуцирует ЭДС самоиндукции. ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна скорости изменения силы тока в проводнике: =−L △I △t , где ΔI/Δt — скорость изменения силы тока, L — индуктивность катушки, которая зависит от размеров и числа витков. Цель работы: опытным путем обнаружить явление самоиндукции при замыкании и размыкании цепи, выяснить зависимость ЭДС самоиндукции от индуктивности катушки и скорости изменения в ней силы тока. Приборы и материалы: адаптер, мультиметр M890G, контурные катушки из комплекта для сборки детекторного радиоприемника, реостат-потенциометр, ключ кнопочный, провода соединительные. Указания к работе: 1. Соберите электрическую цепь по схеме на рисунке 66, катушку СВ включите в цепь источника тока, а к катушке ДВ подключите милливольтметр постоянного тока мультиметра. Вовнутрь катушки СВ вставьте калориметрическое железное тело. Перемещая ползунок реостата, наблюдайте за изменением модуля и направления тока. 2. Соберите электрическую цепь по схеме на рисунке 67. К источнику тока (адаптеру) подключите через кнопочный ключ катушку ДВ, а к катушке СВ подключите милливольтметр постоянного тока мультиметра. Вовнутрь катушек вставьте железное калориметрическое тело. Кратковременно нажимайте на кнопку и отпускайте, при этом следите за показаниями милливольтметра.
