ФІЗИКА 9 клас - Готові домашні завдання до підручника В. Г. Бар'яхтара - 2017 рік

РОЗДІЛ І. МАГНІТНЕ ПОЛЕ

§ 8. Досліди Фарадея, Явище електромагнітної індукції. Індукційний електричний струм

Контрольні запитання

1. У котушку, яку замкнено на гальванометр, ввести постійний магніт. Під час руху магніту стрілка гальванометра відхилиться, що свідчить про наявність електричного струму. Якщо рух магніту припинити, припиниться й струм стрілка повернеться на нульову позначку. Якщо виймати магніт із котушки то стрілка гальванометра відхиляється в інший бік, а після припинення руху магніту знову повертається на нульову позначку.

2. Явище створення в просторі електричного поля змінним магнітним полем називають явищем електромагнітної індукції.

3. У замкненому провідному контурі в разі зміни магнітного поля, яке пронизує цей контур, виникає електричний струм. Такий струм називають індукційним.

4. Причина виникнення індукційного струму полягає в тому, що змінне магнітне поле завжди супроводжується виникненням у навколишньому просторі електричного поля. Електричне поле діє на вільні заряджені частинки в провіднику, і ті починають рухатися напрямлено — виникає індукційний струм.

5. Явище електромагнітної індукції використовують у механічних джерелах електричного струму — генераторах електричної енергії (пристроях, в яких механічна енергія перетворюється на електричну).

6. Генератор електричного струму складається зі статора та ротора. Масивний нерухомий статор являє собою порожнистий циліндр, на внутрішній поверхні якого розміщено товстий мідний ізольований дріт — обмотку статора. Усередині статора обертається ротор. Він являє собою великий циліндр, у пази якого вкладено обмотку. До обмотки ротора через колектор подається напруга від джерела постійного струму.

Вправа 8

1. Це можливо за умови якщо сила струму у зовнішній котушці буде змінюватись.

2. 1) а) При піднесенні магніту до кільця магнітне поле в кільці посилюється та виникає індукційний струм такого напрямку, що кільце буде обернено до магніту однойменним полюсом та відштовхуватиметься;

б) якщо магніт віддаляти від кільця, то кільце притягуватиметься до магніту;

в) якщо магніт підносити до кільця південним полюсом, то кільце відштовхуватиметься від магніту,

2) Струм напрямлений по передній стінці: а) униз; б) угору; в) угору; Напрямок індукції магнітного поля:

а) зліва направо; б) справа наліво; в) справа наліво;

3) Якщо магніт підносити до алюмінієвого кільця з розрізом, то кільце залишиться нерухомим, індукційний струм у кільці з розрізом не виникає.

3. 1) Якщо замкнути коло, то напрямок індукційного струму в котушці А — по передній стінці вниз;

2) якщо коло розімкнути, то напрямок індукційного струму в котушці зміниться на протилежний — по передній стінці вгору;

3) якщо пересунути повзунок реостата ліворуч, то сила струму в колі збільшиться, у котушці А виникне індукційний струм, напрямок якого по передній стінці котушки вниз;

4) якщо повзунок реостата пересунути праворуч, то сила струму в колі зменшиться і напрямок індукційного струму в котушці А — по передній стінці котушки вгору.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

Тема: Спостереження явища електромагнітної індукції.

Мета: дослідити умови виникнення індукційного струму в замкненій котушці; з’ясувати чинники, від яких залежить сила та напрямок індукційного струму.

Обладнання: міліамперметр, два штабові або дугоподібні магніти, дротяна котушка-моток на каркасі.

Виконання роботи: Підготовка до експерименту

1. Сила індукційного струму залежить від швидкості зміни магнітного поля. Чим швидше змінюється магнітне поле, тим більше значення сили індукційного струму.

2. Визначити магнітні полюси та напрямок індукційного струму в котушці для кожного випадку.

3. Скласти електричне коло, приєднавши проводи котушки до клем міліамперметра.

4. На одному з торців котушки поставити маркером мітку.

Експеримент 1. З’ясування умов виникнення індукційного струму в замкненому провіднику, та чинників, від яких залежить напрямок індукційного струму.

1. Утримуючи котушку та магніт у руках, послідовно виконати досліди, зазначені в табл. 1.

2. Заповнити таблицю.

Таблиця 1

Номер досліду

Дії з магнітом і котушкою

Як поводиться стрілка міліамперметра (відхиляється ліворуч, праворуч, не підхиляється)

1

Уводимо магніт у котушку північним полюсом

відхиляється праворуч

2

Залишаємо магніт нерухомим

не відхиляється

3

Виводимо магніт із котушки

відхиляється ліворуч

4

Уводимо магніт у котушку південним полюсом

відхиляється ліворуч

5

Залишаємо магніт нерухомим

не відхиляється

6

Виводимо магніт із котушки

відхиляється праворуч

7

Наближаємо котушку до південного полюса магніту

відхиляється ліворуч

8

Наближаємо котушку до північного полюса магніту

відхиляється праворуч

Аналіз результатів експерименту 1.

1) У замкненій котушці в разі зміни магнітного поля, яке пронизує котушку, виникає індукційний струм.

2) В разі зміни напрямку руху магніту напрямок індукційного струму змінюється на протилежний.

3) В разі зміни полюса магніту, який наближають або віддаляють від котушки, напрямок індукційного струму змінюється на протилежний.

Експеримент 2. З’ясування чинників, від яких залежить значення індукційного струму.

1) Утримуючи котушку та магніт в руках, послідовно виконати досліди, зазначені в табл. 2.

2) Заповнити таблицю.

Таблиця 2

Номер досліду

Дії з магнітом і котушкою

Сила струму I, мА

1

Швидко вводимо магніт у котушку

4

2

Повільно вводимо магніт у котушку

2

3

Швидко вводимо в котушку два магніти, складені однойменними полюсами

5

4

Повільно вводимо в котушку два магніти, складені однойменними полюсами

3

Аналіз результатів експерименту 2.

1) Чим більша швидкість відносного руху магніту та котушки, тим більша сила індукційного струму, що виникає.

2) Сила індукційного струму збільшується при збільшенні значення індукції зовнішнього магнітного поля, зміна якого спричиняє появу струму в котушці.

Завдання для самоперевірки до розділу І «Магнітне поле»

1. Південний магнітний полюс стрілки компаса зазвичай указує:

в) південний географічний полюс Землі.

2. Магнітне поле котушки зі струмом слабшає, якщо:

в) зменшити силу струму.

3. Установіть відповідність між науковими фактами і дослідами, за допомогою яких цей факт з'ясовано:

1. Навколо провідника зі струмом існує магнітне поле — В. Дослід Ерстеда.

2. Навколо планети Земля існує магнітне поле — Б. Дослід Ґільберта.

3. Два провідники зі струмом взаємодіють — А. Дослід Ампера.

4. Змінне магнітне поле породжує електричне поле — Д. Досліди Фарадея.

4. Виберіть усі правильні твердження:

а) Полюс магніту — це ділянка поверхні магніту, де магнітна дія виявляється найсильніше.

в) Одиниця магнітної індукції в СІ — тесла.

5. У якому випадку напрямок ліній індукції магнітного поля прямого провідника зі струмом зазначено правильно?

в) рисунок в.

6. Де на рисунку напрямок сили Ампера зазначено правильно?

б) рисунок б.

7. Дано:

Розв'язання:

За формулою сили Ампера

Відповідь: а) 1,8 мН.

8. Перед тим як подати зерно на жорна млина, це зерно пропускають між полюсами сильного електромагніта для того, щоб вилучити металеві предмети.

9. Ближчий до магнітної стрілки полюс котушки — північний (різнойменні полюси притягуються). За правилом правої руки: полюси джерела струму: праворуч — позитивний, ліворуч — негативний.

10. За напрямком дії сили Ампера та правилом лівої руки: праворуч — позитивний полюс джерела струму, ліворуч — негативний.

11. За напрямком дії сили Ампера та правилом лівої руки: вгорі — північний полюс магніту, внизу — південний.

12. Якщо до магнітної стрілки піднести залізний брусок, то стрілка відхилиться від напрямку «північ — південь» (залізо — феромагнетик), а якщо мідний брусок, то ні (мідь — діамагнетик).

13. За напрямком струму в провіднику та правилом правої руки — внизу північний полюс електромагніта, вгорі — південний. Якщо повзунок реостата пересунути ліворуч, сила струму в колі зменшиться і підіймальна сила електромагніту зменшиться.

14. В момент замикання ключа сила струму в котушці збільшується, магнітне поле всередині кільця посилюється, в кільці виникає індукційний струм, напрямок якого по передній стінці кільця вниз.

15. Дано:

Розв’язання:

На стрижень діють сили:

— тяжіння FT = mg, напрямлена вниз;

— Ампера напрямлена вниз.

Тому

Відповідь: F = 0,7 H.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити