Визначення індукції магнітного поля і дослідження формули Ампера
В В
Введення
Останнім час фізики знову звернулися до необхідності використання різних експериментальних робіт для більш поглибленого і осмисленого вивчення фізики. Дана експериментальна робота не представлена ​​в підручниках, як лабораторна, тому ми пропонуємо її вчителям для використання в лабораторному практикумі і для більш поглибленого вивчення теорії по темі В«Дія магнітного поля на провідник зі струмом. Сила Ампера В». p> Метою даної роботи є визначення індукції магнітного поля подковообразного магніту, дію даного поля на провідник зі струмом, а також дослідження прямої пропорційної залежності сили Ампера від довжини провідника, сили струму в ланцюзі і індукції магнітного поля.
Головною завданням даної дослідницької роботи є виготовлення установки для проведення всіх вимірювань з даної теми, а також розробка методичного посібники на допомогу для вчителів та учнів, які зацікавляться поглибленим вивченням даної теми.
Теорія по даній темі грунтується на вивченні підручників під редакцією Г.С. Ландсберга В«Елементарний підручник фізики. т. 2 В», Б.І. СпаськогоВ« Хрестоматія з фізики 8-10 В», підручникаВ« Фізика 10 В»авторів Г.Я. Мякишева, Б.Б. Буховцева, підручник з фізики Л. Еліота, У. Уїлкокса, а також статті автора І.І. Гейнбіхнера в журналі В«Фізика в школіВ».
Так як найважливішим застосуванням сили Ампера є її використання в електричних двигунах, то дана робота дозволяє учням пізнати їх принцип дії, а в майбутньому, можливо, підштовхне на створення більш потужних електричних приладів.
1. Магнітне поле
Рухомі заряди утворюють електричний струм. Отже, магнітне поле - це поле, створюване електричним струмом. Воно здійснює взаємодія електричних струмів.
Між нерухомими електричними зарядами діють сили, визначаються законом Кулона. Відповідно до теорії близкодействия це взаємодія здійснюється так: кожен із зарядів створює електричне поле, яке діє на інший заряд, і навпаки.
Однак між електричними зарядами можуть існувати сили і іншої природи. Їх можна виявити за допомогою наступного досвіду. p> Візьмемо два гнучких провідника, зміцнимо їх вертикально, а потім приєднаємо нижніми кінцями до полюсів джерела струму. Тяжіння або відштовхування провідників при цьому не виявиться. Але якщо інші кінці провідників замкнути дротом так, щоб в провідниках виникли струми протилежного напрямку, то провідники почнуть відштовхуватися один від одного. У разі струмів одного напрямку провідники притягуються
Взаємодії між провідниками з струмом, тобто взаємодії між рухомими електричними зарядами, називають магнітними. Сили, з якими провідники зі струмом діють один на одного, називають магнітними силами.
Згідно теорії близкодействия струм в одному з провідників не може безпосередньо діяти на струм в іншому провіднику.
Подібно до того, як у просторі, що оточує нерухомі електричні заряди, виникає електричне поле, в просторі, оточує струми, виникає поле, що називається магнітним.
Електричний струм в одному з провідників створює навколо себе магнітне поле, яке діє на струм у другому провіднику. А поле, створене електричним струмом другого провідника, діє на перший.
Магнітне поле являє собою особливу форму матерії, допомогою якої здійснюється взаємодія між рухомими електрично зарядженими частинками.
Перелічимо основні властивості магнітного поля, що встановлюються експериментально:
1. Магнітне поле породжується електричним струмом.
2. Магнітне поле виявляється по дії на електричний струм.
Експериментальним доказом реальності магнітного поля, як і реальності електричного поля, є факт існування електромагнітних хвиль
1.1 Замкнутий контур з струмом у магнітному полі
Для вивчення магнітного поля можна взяти замкнутий контур малих розмірів. Наприклад, можна взяти маленьку плоску дротяну рамку довільної форми. Підвідні струм провідники потрібно розташувати близько один до одного або сплести разом. Тоді результуюча сила, що діє з боку магнітного поля на ці провідники, буде дорівнює нулю.
З'ясувати характер дії магнітного поля на контур із струмом можна за допомогою наступного досвіду.
Підвісимо на тонких гнучких провідниках, сплетених разом, маленьку плоску рамку, складається з декількох витків дроту. На відстані, значно більшому розмірів рамки, вертикально розташуємо провід . При пропущенні електричного струму через дріт і рамку рамка повертається і розташовується так, що провід опиняється в площині рамки . При зміні напрямку струму в проводі рамка повернеться на 180 В°.
М агнітное п...
