Лабораторная работа по физике «Изучение явления электромагнитной индукции» показывает, что ток в катушке появляется, только когда меняется магнитный поток. Ты двигаешь магнит у катушки с гальванометром, потом включаешь и выключаешь ток в соседней катушке и записываешь, когда стрелка отклоняется. Ниже цель, ход, таблица наблюдений, образец вывода и ошибки.
Номер в учебнике. В издании И. М. Перышкин, А. И. Иванов. Физика. 8 класс. Базовый уровень, 6-е изд., Просвещение, 2026 (с. 239–240) это работа № 10, то есть по новому учебнику её делают уже в 8 классе. Если тебе задали её в 9 классе по другому учебнику, номер там может быть свой: ищи по названию.
Цель и приборы
Цель: проверить, что индукционный ток возникает при изменении магнитного потока, и выяснить, от чего зависят его направление и величина.
Приборы: катушка-моток, замкнутая на миллиамперметр (гальванометр) с нулём посередине, дугообразный или полосовой магнит, вторая катушка с железным сердечником, источник тока, реостат, ключ, провода.
В нашей установке «Электромагнитная индукция: опыт с магнитом и катушкой» есть станции «Магнит и катушка» (катушки на 100, 200 или 400 витков, гальванометр с нулём посередине, формула ε = −ΔΦ/Δt с числами опыта), «Две катушки» (включаешь и выключаешь ключ, вынимаешь сердечник), «Рамка» и «Генератор». Есть и отдельная станция «лабораторная № 10 для 8 класса» — это как раз эта работа.
Ход работы
- Собери катушку-моток и миллиамперметр в замкнутый контур. Источника в этом контуре нет.
- Поднеси к катушке полюс магнита, остановись на несколько секунд, потом вдвинь магнит глубже. Запиши, когда стрелка отклоняется.
- Вынь магнит, сравни направление отклонения. Переверни магнит другим полюсом и повтори. Затем вдвигай магнит быстрее.
- Собери вторую установку: катушка с миллиамперметром остаётся вторичной, в неё вставь катушку с сердечником, включённую в отдельную цепь с источником, ключом и реостатом.
- Замкни ключ, подожди и размыкай. Наблюдай стрелку при замыкании, при установившемся токе, при размыкании и при движении ползунка реостата.
- Сформулируй общее условие возникновения тока и роль скорости изменения потока.
Таблица измерений
Шаблон для тетради. Числа здесь не нужны: работа качественная. В графе «отклонение» пиши «нет», «слабое» или «сильное» и направление (влево или вправо).
| Действие | Меняется ли магнитный поток | Есть ли ток | Направление | Отклонение стрелки |
|---|---|---|---|---|
| магнит неподвижен рядом с катушкой | ||||
| магнит вдвигают | ||||
| магнит вынимают | ||||
| магнит вдвигают быстрее | ||||
| другой полюс магнита | ||||
| ключ замыкают | ||||
| ключ замкнут, ток постоянный | ||||
| ключ размыкают | ||||
| ползунок реостата двигают |
Рядом с таблицей нарисуй схему обеих установок: учитель смотрит и на неё.
Как оформить вывод
Образец (без чисел): «Пока магнит неподвижен, тока нет, даже если он внутри катушки. При вдвигании стрелка отклонялась в одну сторону, при вынимании в другую; при другом полюсе направление менялось на противоположное. При быстром движении отклонение было больше. Во второй установке ток появлялся только при замыкании и размыкании ключа и при движении ползунка, а при постоянном токе стрелка стояла на нуле. Вывод: индукционный ток возникает в замкнутом контуре при изменении магнитного потока; его направление зависит от того, увеличивается поток или уменьшается, а величина тем больше, чем быстрее поток меняется.»
Шаблон: «Когда магнит … , стрелка … ; когда … , стрелка … . При ключе … ток … . Вывод: ток возникает, если … . Его направление … , величина … .»
Где ошибаются
- Ждут тока от неподвижного магнита. Магнит внутри катушки без движения поток не меняет, тока нет.
- Ждут тока при постоянном токе в соседней катушке. Он создаёт постоянное поле, поток не меняется.
- Подключают к миллиамперметру источник. В первой установке источника в цепи с гальванометром нет, ток создаёт только магнит.
- Двигают магнит слишком резко. Стрелка зашкаливает, и отклонение не сравнить. Двигай ровно и записывай «слабо/сильно».
- Не называют причину. В выводе нужно слово «изменяется магнитный поток», а не «магнит рядом».
Шпаргалка за 30 секунд
магнит неподвижен
- Есть ли ток
- нет
- Почему
- поток не меняется
магнит движется
- Есть ли ток
- есть
- Почему
- поток меняется
быстрее движение
- Есть ли ток
- больше
- Почему
- ε = −ΔΦ/Δt
ключ замыкают или размыкают
- Есть ли ток
- есть, на мгновение
- Почему
- меняется ток и поле первичной катушки
ключ замкнут, ток постоянный
- Есть ли ток
- нет
- Почему
- поле постоянно
Типичная ошибка в выводе: написать «ток появляется от магнита». Нужно «при изменении магнитного потока через контур».
Контрольные вопросы
- Что такое электромагнитная индукция? Возникновение тока в замкнутом контуре при изменении пронизывающего его магнитного потока.
- Почему при неподвижном магните внутри катушки тока нет? Поток через катушку не меняется.
- Что произойдёт при смене полюса магнита? Направление индукционного тока изменится на противоположное.
- Почему при быстром движении отклонение больше? Поток меняется быстрее, а индукционный ток тем больше, чем быстрее меняется поток. В 11 классе это записывают законом Фарадея: ε = −ΔΦ/Δt.
- Почему стрелка отклоняется только в момент замыкания или размыкания ключа? Только в эти моменты ток первичной катушки, а с ним и её поле, меняется.
Следующий шаг: открой установку «Электромагнитная индукция: опыт с магнитом и катушкой», станция «Магнит и катушка», и вдвинь магнит сам. Потом разбери тему магнитного поля в ближайшей установке «Магнитное поле». Свой вывод можно проверить с преподавателем на пробном занятии по физике.