37. Виртуальная лабораторная по физике «Наблюдение действия магнитного поля на проводник с током» - https://efizika.ru/html5/37/index.html.

Цель работы: исследовать взаимодействие тока с постоянным магнитом. Оборудование: источник тока, реостат, ключ, виток проволоки, подковообразный магнит, штатив, гальванометр, соединительные провода, блок управления.

37. Virtual laboratory assignments in physics «Observing the action of a magnetic field on a conductor with a current» - https://efizika.ru/html5/37/index.html.

The objective of the experiment is to study the interaction of current with a permanent magnet.

Equipment: current source, rheostat, switch, wire loop, horseshoe magnet, stand, galvanometer, connecting wires.

Виртуальная лабораторная работа: Наблюдение действия магнитного поля на проводник с током

Цели работы:

1. Изучить взаимодействие проводника с электрическим током и магнитным полем.

2. Наблюдать силу, действующую на проводник в магнитном поле.

3. Определить направление силы, действующей на проводник.

Оборудование:

• Виртуальный источник тока (постоянный ток)

• Магнит (постоянный или электромагнит)

• Проводник (например, медная проволока)

• Амперметр

• Компас (для определения направления магнитного поля)

• Моделирование с использованием программного обеспечения (например, PhET или аналогичные)

Теоретическая часть:

1. Закон Ампера: Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле, определяется формулой:

F = I ⋅ L ⋅ B ⋅ sin(θ)

где F — сила, I — ток, L — длина проводника в магнитном поле, B — магнитная индукция, θ — угол между направлением тока и линиями магнитного поля.

2. Правило левой руки: Для определения направления силы можно использовать правило левой руки. Если вы расположите большой палец левой руки в направлении тока, а указательный палец — в направлении магнитного поля, то средний палец укажет направление силы.

Процедура:

1. Настройка оборудования:

   • Поместите проводник в магнитное поле, создаваемое магнитом.

   • Подключите источник тока к проводнику и установите амперметр для измерения тока.

2. Наблюдение взаимодействия:

   • Включите ток в проводнике и наблюдайте за его поведением в магнитном поле.

   • Измените направление тока и зафиксируйте изменения в поведении проводника.

   • Изменяйте положение магнитного поля (например, перемещая магнит) и наблюдайте за изменениями силы.

3. Запись результатов:

   • Зафиксируйте значения тока, длины проводника и силы, действующей на проводник.

   • Определите угол между направлением тока и магнитным полем.

4. Анализ данных:

   • Рассчитайте силу, действующую на проводник, используя закон Ампера.

   • Сравните теоретические результаты с наблюдаемыми.

Заключение:

1. Обсудите полученные результаты и их соответствие теории.

2. Подведите итоги о влиянии магнитного поля на проводник с током.

3. Обсудите возможные практические применения этого явления (например, в электродвигателях).

Дополнительные вопросы для обсуждения:

• Как изменение силы тока влияет на силу, действующую на проводник?

• Как изменение направления магнитного поля влияет на движение проводника?

• Какие другие факторы могут влиять на взаимодействие проводника с магнитным полем?

Виртуальная лабораторная работа по физике

Тема: «Наблюдение действия магнитного поля на проводник с током»

Цель работы:

Исследовать влияние магнитного поля на проводник с током, определить направление силы Ампера и зависимость её величины от силы тока и индукции магнитного поля.

Оборудование (виртуальное):

1. Источник постоянного тока.
2. Проводник (прямолинейный отрезок провода).
3. Постоянный магнит или катушка для создания магнитного поля.
4. Реостат для регулировки силы тока.
5. Ключ для замыкания цепи.
6. Динамометр (если нужно измерить силу).
7. Компас для определения направления линий магнитного поля.

Ход работы:

1. Подготовка эксперимента

• Соберите виртуальную цепь: источник тока → проводник → реостат → ключ.
• Расположите проводник между полюсами магнита (или внутри катушки).
• Убедитесь, что направление тока и магнитного поля можно изменять.
• Замкните цепь. Наблюдайте движение проводника (если он подвижен) или показания динамометра.
• Измените направление тока (поменяйте полярность источника). Зафиксируйте, как изменилось направление силы.
• Измените полюса магнита (направление B). Снова отметьте направление силы.
• Увеличивайте силу тока с помощью реостата, фиксируя показания "силы" (в условных единицах или Ньютонах).
• Постройте график F(I). Сделайте вывод о зависимости.
• Увеличьте индукцию B (например, взяв более сильный магнит или добавив витки катушки).
• Повторите измерения силы при разных B, но постоянном токе. Постройте график F(B).
• Определите направление F, B и I в нескольких опытах.
• Убедитесь, что направление силы соответствует правилу левой руки:
  • Раскрытая ладонь → линии B входят в ладонь.
  • 4 пальца → направление тока.
  • Отогнутый большой палец → направление силы Ампера.

2. Наблюдение силы Ампера

3. Исследование зависимости силы от тока

4. Исследование зависимости силы от индукции магнитного поля

5. Проверка правила левой руки

Выводы:

1. Магнитное поле действует на проводник с током с силой, зависящей от I и B.
2. Направление силы определяется правилом левой руки.
3. Сила Ампера пропорциональна току и индукции магнитного поля (F ∼ I·B·L·sinα).
4. Что произойдёт, если направление тока параллельно линиям B?
5. Как изменится сила, если длину проводника увеличить в 2 раза?
6. Почему в опыте проводник может не двигаться, даже если есть ток?

Дополнительные вопросы (для отчёта):

Примечание: В виртуальной лаборатории параметры (сила тока, индукция) могут задаваться численно, а результаты выводятся в виде анимации или данных. Используйте инструменты программы для точных измерений!

Если у вас есть конкретная платформа для виртуальной работы (например, Efizika), уточните параметры её использования.