III. Описание экспериментальной установки и метода измерения

В данной лабораторной работе используется компьютерная модель, в которой изменяющийся магнитный поток возникает в результате движения в однородном магнитном поле проводящей перемычки по параллельным проводникам, замкнутым с одной стороны. При этом индукция магнитного поля В направлена перпендикулярно плоскости, в которой расположены проводники.

Эта система изображена на рисунке 1.

При движении перемычки изменяется площадь замкнутого контура на величину

(5)

Тогда изменение магнитного потока

(6)

В соответствии с явлением электромагнитной индукции в контуре возникает индукционный ток, ЭДС которого по модулю будет равна:

(7)

В соответствии с законом Ома сила индукционного тока в перемычке будет

(8)

Таким образом, сила индукционного тока пропорциональна скорости движения перемычки. Именно эту закономерность необходимо проверить в данной лабораторной работе. Для этого необходимо изменять скорость движения перемычки и определять силу возникающего тока. Пропорциональность величин можно доказать по графику зависимости силы индукционного тока от скорости I(v). Очевидно, что это должна быть прямая.

Кроме того, из формулы (8) видно, что сила индукционного тока зависит от вектора индукции магнитного поля В. Чтобы проверить эту зависимость в работе проводятся три серии опытов для различных значений В. При этом угол наклона графика I(v) будет различным в зависимости от величины индукции В. Тангенс угла наклона графика к оси абсцисс будет равен:

. (9)

Т.е. чем больше вектор магнитной индукции В, тем больше угол наклона прямой зависимости I(v) к оси абсцисс, а значит и больший индукционный ток возникает в перемычке.