Как вычислить магнитный поток через поверхность? Какие величины входят в эту формулу? Что называют магнитным потоком?
Объясните на основании опытов Фарадея, от чего зависит величина и направление индукционного тока? Формула закона электромагнитной индукции. Какие величины входят в нее? Формулировка закона.
Вихревое электрическое поле
При каком условии появляется вихревое электрическое поле? Как с его помощью объяснить явление электромагнитной индукции? Каковы свойства вихревого электрического поля (объясните, опираясь на рисунок 6)?
Рисунок 6. Вихревое электрическое поле
Оформление отчета
В отчете о проведенной лабораторной работе должны быть указаны:
- наименование лабораторной работы;
- цель работы;
- используемое оборудование;
- краткие теоретические сведения по теме лабораторной работы.
В отчете должны быть представлены рисунки 2–5, на которых указывается направление линий магнитной индукции, направление тока индукции в соответствии с заданием. Формулируются выводы по результатам проведенных исследований.
В отчете представляются ответы на контрольные вопросы.
Лабораторная работа № 15. «Исследование колебательного RLC - контура»
Цель работы: исследование свободных, затухающих колебаний в контуре, построение графиков процесса при различных параметрах контура
Оборудование: персональный компьютер на одно рабочее место, интерактивная модель программа Физикона.
Краткие теоретические сведения
В идеальном контуре без потерь активное сопротивление R = 0 свободные незатухающие колебания происходят на частоте 
, где
Т – период колебаний,
L – индуктивность колебательного контура,
С – емкость колебательного контура,
R – активное сопротивление колебательного контура.
При наличии потерь активное сопротивление R ≠ 0, в контуре свободные колебания становятся затухающими. Амплитуда колебаний уменьшается во времени по экспоненциальному закону. Время, за которое амплитуда колебаний уменьшается в e =2,7 раза, называется временем затухания. Оно равно τ = 2L/R.
Порядок проведения работ
11. Включить интерактивную модель программ Физикона «Колебательный RLC - контур».
12. Изучить порядок работы с моделью.
В компьютерной модели колебательного контура можно изменять величины R, L и C, а также первоначальный заряд конденсатора Q0.
На дисплее высвечиваются графики Q(t) и тока J(t). Ток J(t) в цепи опережает заряд Q(t) конденсатора по фазе на угол π/2.
Обратите внимание, что два раза за период происходит процесс перекачки электрической энергии, запасенной в конденсаторе, в магнитную энергию катушки и обратно.
1. Изучить инструкцию по проведению лабораторной работы.
2. Исследовать зависимость периода свободных незатухающих колебаний от индуктивности. Результаты внести в таблицу 1.
Таблица 1
| R = 0, Q = 2*10–6 Кл, C = 2 мкФ | |||||||
| Индуктивность L, мГн | Период колебаний Т, мс | Частота колебаний ω рад/с | Электрическая энергия WE | ||||
3. Исследовать зависимость периода свободных незатухающих колебаний от емкости. Результаты внести в таблицу 2.
Таблица 2
| R = 0, Q = 2*10–6 Кл, L = 2 мГн | |||||||
| ЕмкостьC, мкФ | Период колебаний Т, мс | Частота колебаний ω рад/с | Электрическая энергия WE | ||||
4. Определить зависимости амплитуды свободных незатухающих колебаний плотности тока от величины заряда
Результаты внести в таблицу 3.
Таблица 3
| R = 0, L = 4 мГн, C = 4 мкФ | |
| Заряд Q, Кл | Плотность тока J мА/мм2 |
| 2*10–6 | |
| 1*10–6 | |
| 0,5*10–6 |
5. Исследовать зависимость затухающих колебаний колебательного контура от параметров контура.
Результаты внести в таблицу 4.
Таблица 4
| Q = 2*10–6 Кл, C = 4 мкФ,, L = 4 мГн | |||||||
| R, Ом | Период колебаний Т, мс | Частота колебаний ω рад/с | Электрическая энергия WE | Время затухания τ, мс | |||
| Полное затухание колебаний | |||||||
| R = |
6. Определить активное сопротивление R, при котором происходит полное затухание синусоиды при параметрах Q = 2*10–6 Кл, C = 4 мкФ,, L = 4 мГн
7. Отчет оформить в приложениях MS Office. В отчет вставить изображение модели, с помощью клавиши PrtSc и приложения Paint.
8. Сделать рисунки колебаний для каждой таблицы.
9. Проанализировать результаты исследований и сформулировать выводы, ответив на контрольные вопросы..
Контрольные вопросы
1. Как зависит период свободных незатухающих колебаний от индуктивности колебательного контура?
2.Как зависит период свободных незатухающих колебаний от величины емкости колебательного контура?
3. Как зависит амплитуда свободных незатухающих колебаний плотности тока от величины заряда?
4. Как зависят затухающие колебания от активного сопротивления колебательного контура?
5.Решить задачи
Оформление отчета
В отчете о проведенной лабораторной работе должны быть указаны:
- наименование лабораторной работы;
- цель работы;
- используемое оборудование;
- краткие теоретические сведения по теме лабораторной работы;
- схема колебательного контура.
Результаты измерений вносятся в таблицы. По данным таблиц формулируются выводы о результатам проведенных исследований..
В отчете представляются ответы на контрольные вопросы. При решении задач выполняются рисунки, записываются краткие условия задач, формулы для вычислений, проводятся математические вычисления. Формулируется полный ответ для каждой задачи.
Лабораторная работа № 16. «Прохождение света из стекла в воздух»
Цель работы: исследование закона преломления при прохождении светового луча из воздуха в стекло.
Оборудование: персональный компьютер на одно рабочее место, интерактивная модель программ Физикона.
