Лабораторная работа "Изучение спектров магнитного поля"

Лабораторная работа № 17.

«Изучение линий магнитного поля».

Цель: Познакомиться с действием постоянных магнитов. Рассмотреть на моделях линии магнитного поля для постоянных магнитов и проводников с током. Изучить закономерности ориентации магнитной стрелки, внесенной в область действия магнитного поля.

Оборудование:

Полосовые, дугообразные и круговые магниты, проволочные витки, батарейка, провода, магнитные стрелки, компас, железные опилки, гвозди, модели для демонстрации спектра магнитного поля.

Указания к работе.

Опыт 1. Ориентация магнитной стрелки в магнитном поле постоянных магнитов.

Расположите на столе полосовой магнит и поднесите к нему компас (или магнитную стрелку) в разных точках относительно него. Подобный опыт повторите для дугового магнита.

Результаты опыта зарисуйте в тетрадях.

Опыт 2. Определение области наибольшего магнитного действия постоянных магнитов.

Для этого используйте динамометр с подвешенным к нему гвоздем. Поднесите гвоздь к одному из краев полосового магнита, а затем оторвите его и замерьте показание динамометра. Повторите опыт несколько раз, прикасаясь гвоздем к различным местам магнита, расположенным вдоль его длины. Проведите такой же эксперимент для дугового магнита.

В ответе запишите в какой части магнита наблюдается наибольшее и наименьшее действие.

Опыт 3. Линии магнитного поля постоянных магнитов.

Используя лист картона, через сито нанесите на него железные опилки. На столе расположите полосовой магнит и на него сверх поместите лист картона с опилками. Наблюдайте расположение опилок. Чтобы усилить эффект, аккуратно постучите по листку.

Повторите эксперимент, для дугового магнита, и для двух полосовых магнитов, расположенных между собой разноименными полюсами, одноименными полюсами.

Результат оформите в виде рисунка. Используйте магнитную стрелку, как индикатор определяющий направление линии магнитного поля. Стрелка изображается в направлении северного полюса магнита.

Опыт 4. Связь действия магнитного поля с густотой магнитных линий.

А) Возьмите магнит и примагнитьте к нему два гвоздика шляпкой к магниту. К каждому заостренному концу намагниченных гвоздей еще по одному гвоздику, шляпкой вниз. Посмотрите, как ведут себя гвоздики.

Б) Насыпьте на картон немного железных опилок. Снизу поднесите к ним магнит. Посмотрите, как меняется картина, если слегка магнит отдалять от картона. 

В) Зарисуйте, что наблюдали и объясните расхождение гвоздей и опилок по мере отдаления их от магнита.

Опыт 5. Наблюдение магнитных линий вблизи проводников с током.

А) На столик с проводником насыпьте немного железных опилок по всей поверхности и подключите к источнику с напряжением 4,5 В.

Б) Изобразите получившуюся картину линий магнитного поля.

В) Определите направление тока по полюсам батарейки и по правилу правой руки, или буравчика определите направление линии внутри витка.

Г) Возьмите компас, расположите его ближе к центру витка и по указанию направления магнитной стрелки проверьте свой результат. Подтвердите ил опровергните правило по определению направления магнитного поля для проводника с током.

Опыт 6. Модель спектра магнитных линий в объеме.

Демонстрирует учитель.

Сделайте рисунок, как можно представить линии магнитного поля в трехмерном пространстве.

Вывод.

Для формулировки вывода используйте наводящие вопросы.

1) Для каких частей магнита наблюдается наибольшее действие?

2) Как располагаются магнитные стрелки вблизи постоянных магнитов?

3) Что представляют собой линии магнитные линии?

4) Какая связь, между густотой линий магнитного поля и его силовом воздействии?

5) На что похожи линии магнитного поля проволочного витка?

6) Подтвердили вы или опровергли правило правой руки (правило буравчика)?

Опыт 1. Линии магнитного поля постоянных магнитов.

Используя планшет с железными опилками сделайте следующие эксперименты.

Фото.

Изобразите для каждого случая, как расположились железные опилки. Используйте магнитную стрелку, как индикатор определяющий направление линии магнитного поля. Стрелка изображается в направлении северного полюса магнита.

Опыт 4. Ориентация магнитных стрелок, вблизи проводника с током. Подтверждение правила буравчика или правой руки.

Вблизи витка установлены магнитные стрелки. Подключите виток к источнику тока и наблюдайте за поведением стрелок.

Поменяйте направление тока и посмотрите на изменения в данной системе.

Объясните поведение стрелок, определите по полярности батарейки в обоих случаях направление тока и покажите направление линий магнитного поля. Совпадает ли практический и теоретический результат?

Опыт 2. Определение области наибольшего магнитного действия постоянных магнитов.

Для этого используйте динамометр с подвешенным к нему гвоздем. Поднесите гвоздь к одному из краев полосового магнита, а затем оторвите его и замерьте показание динамометра. Повторите опыт несколько раз, прикасаясь гвоздем к различным местам магнита, расположенным вдоль его длины.

Оформите свой ответ.

Опыт 3. Связь действия магнитного поля с густотой магнитных линий.

А) Возьмите неодимовый магнит и примагнитьте к нему три гвоздика. К нижнему концу гвоздика подвесьте еще по одному гвоздю. Зарисуйте, что вы наблюдаете.

Б) Насыпьте на картон немного железных опилок. Снизу поднесите к ним магнит. Посмотрите, как меняется картина, если слегка магнит отдалять от картона. 

В) Зарисуйте, что наблюдали и объясните расхождение гвоздей и опилок по мере отдаления их от магнита.

Опыт 5. Наблюдение магнитных линий вблизи проводников с током.

А) На столик с проводником насыпьте немного железных опилок по всей поверхности и подключите к источнику с на 4,5 В.

Б) Изобразите получившуюся картину линий магнитного поля.

Используя магнитную стрелку укажите направление этих линий (стрелка направлена по указателю северного полюса).

Опыт 6. Модель спектра магнитных линий в объеме.

В центр модели установите полосовой магнит и посмотрите на расположение маленьких стрелок.

Переверните магнит и пронаблюдайте за изменениями.

Сделайте схематично рисунок.