Практическое занятие № 13. Электродинамика.

Практическое занятие № 13. Электродинамика.

Цель: обобщить знания по теме «Электродинамика», закрепить умения и навыки нахождения физической величины, её выражение из формулы при решении экспериментальных и расчетных задач.

Задание 1. Выполните эксперимент «Изучение явления электромагнитной индукции».

Цель: выяснить   условия возникновения индукционного тока, изучить его направление и величину.

Оборудование:  миллиамперметр,  катушка-моток,  магнит дугообразный,  магнит полосовой.

Ход работы:

1.                  Подключите  катушку-моток к зажимам миллиамперметра.

2.                  Наблюдая  за показаниями миллиамперметра, отметьте,  возникал ли индукционный ток, если:

-                   в неподвижную катушку вводить магнит,

-                   из неподвижной катушки выводить магнит,

-                   магнит разместить внутри катушки, оставляя неподвижным.

3.                  Выясните, как изменялся магнитный поток  Ф, пронизывающий катушку в каждом случае. Сделайте вывод  о том, при каком условии  в катушке возникал индукционный ток.

О направлении тока в катушке  можно судить по тому,  в какую сторону от нулевого деления отклоняется стрелка миллиамперметра.

4.                   Проверьте, одинаковым ли будет направление индукционного тока, если:

-                   вводить в катушку и удалять магнит северным полюсом;

-                   вводить магнит в катушку магнит северным  полюсом и южным полюсом.

5.                  Выясните,  что изменялось в каждом  случае. Сделайте вывод  о том, от чего зависит направление индукционного тока.

6.   Приближайте магнит к неподвижной катушке медленно  и с большей скоростью, отмечая, на сколько делений (N1, N2) отклоняется стрелка миллиамперметра.

7.     Приближайте магнит  к катушке северным полюсом.  Отметьте,  на сколько делений   N1 отклоняется стрелка миллиамперметра. 

8.   К северному полюсу дугообразного магнита приставьте северный полюс полосового магнита. Выясните, на сколько делений  N2 отклоняется стрелка миллиамперметра при приближении одновременно двух магнитов.

9.     Выясните, как изменялся магнитный поток в каждом  случае.  Сделайте вывод, от чего зависит величина индукционного тока.

Ответьте на вопросы:

1.В катушку  из  медного провода сначала быстро,  затем медленно вдвигают магнит.

Одинаковый  ли электрический заряд при этом  переносится через сечение провода  катушки?

2.Возникнет ли индукционный ток в резиновом кольце при введении в него магнита?

Задание 2. Решите задачи.

1.                  За 5 мс магнитный поток, пронизывающий контур, убывает с 9 до 4 мВб. Найти ЭДС индукции контура.

2.                  Найти скорость изменения магнитного потока в соленоиде из 2000 витков при возбуждении в нём ЭДС индукции 120 В.

3.                  Сколько витков должна содержать катушка с площадью поперечного сечения 50 см² , чтобы при изменении магнитной индукции от 0,2 до 0,3 Тл в течение 4 мс в ней возбуждалась ЭДС 10 В?

4.                  Найти ЭДС индукции в проводнике с длиной активной части 0,25 м, перемещающемся в однородном магнитном поле индукцией 8 мТл со скоростью 5 м/с под углом 30⁰ к вектору магнитной индукции.

5.                  Каково сопротивление конденсатора ёмкостью 4 мкФ в цепях с частотой переменного тока 50 Гц и 400 Гц?

6.                  Каково индуктивное сопротивление катушки с индуктивностью 0,2 Гн при частоте 50 Гц и 400 Гц?

7.                  Конденсатор включён в цепь переменного тока стандартной частоты. Напряжение в сети 220 В. Сила тока в цепи этого конденсатора 2,5 А. Какова ёмкость конденсатора?

8.                  На какое напряжение надо рассчитывать изоляторы линии электропередачи, если действующее напряжение 430 кВ?

9.                   В цепь переменного тока частотой 400 Гц включена катушка индуктивностью 0,1 Гн. Конденсатор какой ёмкости надо включить в эту цепь, чтобы осуществился резонанс?

10.              Какую электроёмкость должен иметь конденсатор для того, чтобы состоящий из этого конденсатора и катушки индуктивностью 10 мГн колебательный контур радиоприёмника был настроен на волну 1000 м?