Слизкова М.А. - Наблюдение явления электромагнитной индукции

Наблюдение явления электромагнитной индукции с использованием светодиодов.
Слизкова Марина Александровна,
учитель физики АОУ «СОШ № 6» г.Долгопрудный Московской области
Условия опыта.
Оборудование: два светодиода разного цвета (соединённые параллельно в
противоположных направлениях, укреплённые на панели), дроссельная катушка, провода,
магнит (рисунок 1).
Схема установки:
рисунок 1
Порядок выполнения:
К светодиодам, соединённым параллельно в противоположных направлениях,
укреплённым на панели, подключается дроссельная катушка. При движении магнита к
катушке, например, северным полюсом, вспыхивает светодиод № 2, при движении
магнита в противоположном направлении вспыхивает светодиод № 1. Если перевернуть
магнит и двигать его к катушке южным полюсом, то сначала вспыхивает светодиод № 1 ,
а при удалении магнита от катушки вспыхивает светодиод № 2 . Чем быстрее движется
магнит, тем ярче вспыхивают светодиоды.
рисунок 2
Результат опыта: наблюдение явления электромагнитной индукции, зависимость силы
индукционного тока от количества витков в катушке и скорости перемещения магнита,
зависимость направления индукционного тока от направления движения магнита.
Анализ опыта.
А. Схема соединения светодиодов неизвестна, но известны полюса у магнита.
Возможные вопросы для обсуждения:
1. Нарисовать схему опыта.
2. Объяснить с её помощью наблюдаемые явления.
А). Магнит движется северным полюсом вниз. Изобразим основной магнитный
поток, созданный магнитом (рисунок 3). При движении магнита вниз, магнитный
поток, пронизывающий катушку, усиливается, следовательно, магнитный поток,
созданный индукционным током, согласно правилу Ленца, будет направлен в
противоположную сторону (рисунок 4). По правилу правой руки определяем
направление индукционного тока в катушке и в схеме (рисунок 5). При таком
направлении индукционного тока открытым является светодиод № 2. Именно он и
вспыхивает при движении магнита.
рисунок 3
рисунок 4
рисунок 5
В). Магнит движется северным полюсом вверх. Изобразим основной магнитный
поток, созданный магнитом (рисунок 6). При движении магнита вверх, магнитный
поток, пронизывающий катушку, ослабевает, следовательно, магнитный поток,
созданный индукционным током, согласно правилу Ленца, будет направлен в ту же
сторону, что и основной (рисунок 7). По правилу правой руки определяем направление
индукционного тока в катушке и в схеме (рисунок 8). При таком направлении
индукционного тока открытым является светодиод № 1. Именно он и вспыхивает при
движении магнита.
рисунок 6
рисунок 7
рисунок 8
3. Объяснить наблюдаемые явления в том случае, когда магнит повёрнут к катушке
южным полюсом.
В). Схема соединения светодиодов и катушки известна, но неизвестны полюса у
магнита.
Возможные вопросы для обсуждения:
1. Каким полюсом повёрнут магнит к катушке, если при движении его вниз,
вспыхивает светодиод № 1? Пояснить свой ответ с помощью чертежей.
С). Дополнительные вопросы для обсуждения.
1. Как влияет на наблюдаемые явления количество витков в катушке? Ответ проверить на
опыте. (Чем больше витков в катушке, тем больше сила индукционного тока, о чём можно
судить по яркости вспышек светодиодов).
2. Как влияет на наблюдаемые явления скорость движения магнита? Ответ проверить на
опыте. (Чем больше скорость движения магнита, тем больше индукционный ток. Об этом
можно судить по яркости вспышек светодиодов).