Изучение явления электромагнитной индукции

ОТЧЕТ

по лабораторной работе по физике

ФИО студента _____________________________________________

Группа 10-ТЭА-2

Цель работы: изучить зависимость э.д.с. индукции от силы тока, создающего переменное магнитное поле, изучить зависимость э.д.с. индукции в контуре от ориентации контура в магнитном поле.

1. Суть явления электромагнитной индукции:

Явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.

2.Магнитный поток (определение, формула, единицы измерения в СИ).

Магнитный поток – это поток вектора магнитной индукции В через какую-либо поверхность. через малую площадку dS, в пределах которой вектор В неизменен, равен dФ = ВndS, где Bn - проекция вектора на нормаль к площадке dS. Ф через конечную поверхность равен интегралу от dФ по этой поверхности. Для замкнутой поверхности магнитный поток равен нулю, что отражает отсутствие в природе магнитных зарядов – источников магнитного поля.

В однородном магнитном поле, модуль вектора индукции которого равен В, помещен плоский замкнутый контур площадью S. Нормаль n к плоскости контура составляет угол α с направлением вектора магнитной индукции В.Магнитным потоком через поверхность называется величина Ф, определяемая соотношением:

Φ = B · S · cos α;

Единица измерения магнитного потока в систем СИ - 1 Вебер (1Вб).1 Вб = 1 Тл · 1 м².Магнитный поток через контур максимален,если плоскость контура перпендикулярна магнитному полю. Значит угол a равен 0⁰.Тогда магнитный поток рассчитывается по формуле:

Φ_max = B · S;

Магнитный поток через контур равен нулю,если контур располагается параллельно магнитному полю.Значит угол α равен 90⁰.

3.Закон ЭМИ: ЭДС индукции в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.

4. Правило Ленца:

Правило определяет направление индукционного тока в замкнутом контуре при его движении во внешнем магнитном поле, а также при деформации контура и (или) изменении магнитного поля во времени.Направление индукционного тока всегда таково, что испытываемые им со стороны магнитного поля силы противодействуют движению и деформации контура, а создаваемый этим током магнитный поток Ф стремится компенсировать изменения внешнего магнитного потока:

где Ф=Фе+Ф i - магн. поток через поверхность S, опирающуюся на проводящий контур Л. п. определяет знак правой части.

5. Причина возникновения индукционного тока:

При относительном перемещении катушки и магнита в катушке возникает индукционный ток: а) катушка надевается на магнит; б) магнит вдвигается в катушку. В катушке возникает индукционный ток при изменении магнитной индукции, если плоскость ее витков перпендикулярна к линиям магнитного поля: а) катушка в поле соленоида; б) катушка в поле электромагнита. Магнитная индукция изменяется при замыкании и размыкании ключа или при изменении силы тока в цепи Индукционный ток не возникает, если плоскость витков катушки параллельна линиям магнитного поля. При вращении катушки в магнитном поле в ней возникает индукционный ток. В катушке возникает индукционный ток, если изменяется площадь ее контура, находящегося в неизменном магнитном поле и расположенного перпендикулярно к линиям магнитного поля (магнитное поле направлено от наблюдателя);