НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МИФИ ИНСТИТУТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Кафедра Общей и Специальной Физики ОТЧЕТ по лабораторной работе № 7 ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ Студент: Петрухин Владислав Группа ИВТ1-Б22 Дата 21.10.2023 Обнинск. 2023 1.Расчетные формулы. 𝑑Ф ε𝑖 =− 𝑑𝑡 ε𝑖 − ЭДС индукции 𝑑Ф − изменение магнитного потока 𝑑𝑡 − изменение времени 2. Графический материал. Схема установки. 3. Приборы и средства измерений, их характеристики. Наименование средства измерения Пределы Цена деления измерений шкалы Микровольтметр 0,1В Предел основной погрешности Характеристики 0,005 Электродвигатель Ступенчатый шкив Диаметры 𝑑1 = 8мм 𝑑2 = 16мм 𝑑3 = 32мм Подвижная каретка Отношение площадей контуров 1: 0, 75: 0, 5 Магниты 16 шт. Нить 4. Результаты измерений. Упражнение 1. Замеры производились на большом контуре и с 8 парами магнитов Шкив 1 2 3 4 5 мал. 2,96 2,99 2,97 3,22 3,00 ср. 6,08 6,14 5,99 6,38 6,34 бол. 12,50 12,26 12,22 12,14 12,22 Упражнение 2. Замеры производились на большом контуре и на маленьком шкиве Кол-во пар 8 6 5 4 3 2 ε𝑖 3,04 2,27 2,05 1,67 1,21 0,84 Упражнение 3. Замеры производились на маленьком шкиве и с 8 парами магнитов Контур 1 2 3 4 5 бол. 2,96 2,99 2,97 3,22 3,00 ср. 2,23 2,31 2,16 2,18 2,17 мал. 1,66 1,58 1,60 1,59 1,60 5. Расчет погрешности измерений для маленького шкива: 𝑛 ∑ ε𝑖 < ε >= 𝑖=1𝑛 ≈ 3, 03𝐵 𝑆(ε ) = 1 𝑛(𝑛−1) 𝑛 · ∑ (< ε > 𝑖=1 2 − ε𝑖) ≈ 0, 0024 погрешность при доверительной вероятности α = 0, 95: ∆случε = 𝑆(ε ) · 𝑡α,𝑛 ≈ 0, 0047 ∆ε = 2 ∆случε 2 + ∆систε −2 ≈ 0, 69 · 10 𝐵 −2 ε = 3, 03 ± 0, 69 · 10 𝐵 для среднего шкива: 𝑛 ∑ ε𝑖 < ε >= 𝑖=1𝑛 ≈ 6, 19𝐵 1 𝑛(𝑛−1) 𝑆(ε ) = 𝑛 · ∑ (< ε > 𝑖=1 2 − ε𝑖) ≈ 0, 0057 погрешность при доверительной вероятности α = 0, 95: ∆случε = 𝑆(ε ) · 𝑡α,𝑛 ≈ 0, 011 ∆ε = 2 ∆случε 2 + ∆систε −2 ≈ 1, 2 · 10 𝐵 −2 ε = 6, 19 ± 1, 2 · 10 𝐵 для большого шкива: 𝑛 ∑ ε𝑖 < ε >= 𝑖=1𝑛 ≈ 12, 27𝐵 1 𝑛(𝑛−1) 𝑆(ε ) = 𝑛 · ∑ (< ε > 𝑖=1 2 − ε𝑖) ≈ 0, 0037 погрешность при доверительной вероятности α = 0, 95: ∆случε = 𝑆(ε ) · 𝑡α,𝑛 ≈ 0, 0075 ∆ε = 2 ∆случε 2 + ∆систε −2 ≈ 0, 90 · 10 𝐵 −2 ε = 12, 27 ± 0, 90 · 10 𝐵 Результаты расчетов шкив мал. ср. ∆ε 0, 69 · 10 𝐵 −2 бол. −2 1, 2 · 10 𝐵 −2 0, 90 · 10 𝐵 Для Упр.2 −2 ∆ε = 0, 50 · 10 𝐵 −2 ε8 = 3, 04 ± 0, 50 · 10 𝐵 −2 ε6 = 2, 27 ± 0, 50 · 10 𝐵 −2 ε5 = 2, 05 ± 0, 50 · 10 𝐵 −2 ε4 = 1, 67 ± 0, 50 · 10 𝐵 −2 ε3 = 1, 21 ± 0, 50 · 10 𝐵 −2 ε2 = 0, 84 ± 0, 50 · 10 𝐵 Для Упр.3 для большого контура: 𝑛 ∑ ε𝑖 < ε >= 𝑖=1𝑛 ≈ 3, 03𝐵 1 𝑛(𝑛−1) 𝑆(ε ) = 𝑛 · ∑ (< ε > 𝑖=1 2 − ε𝑖) ≈ 0, 0024 погрешность при доверительной вероятности α = 0, 95: ∆случε = 𝑆(ε ) · 𝑡α,𝑛 ≈ 0, 0047 ∆ε = 2 ∆случε 2 + ∆систε −2 ≈ 0, 69 · 10 𝐵 −2 ε = 3, 03 ± 0, 69 · 10 𝐵 в этом случае значение ЭДС примерно такое же как и в первом опыте: −2 −2 3, 03 ± 0, 69 · 10 𝐵 ≈ 3, 03 ± 0, 69 · 10 𝐵 для среднего контура: 𝑛 ∑ ε𝑖 < ε >= 𝑖=1𝑛 ≈ 2, 21𝐵 𝑆(ε ) = 1 𝑛(𝑛−1) 𝑛 · ∑ (< ε > 𝑖=1 2 − ε𝑖) ≈ 0, 00077 погрешность при доверительной вероятности α = 0, 95: ∆случε = 𝑆(ε ) · 𝑡α,𝑛 ≈ 0, 0016 ∆ε = 2 ∆случε 2 + ∆систε −2 ≈ 0, 52 · 10 𝐵 −2 ε = 2, 21 ± 0, 52 · 10 𝐵 в этом случае значение ЭДС меньше чем в первом опыте: −2 −2 2, 21 ± 0, 52 · 10 𝐵 < 3, 03 ± 0, 69 · 10 𝐵 для маленького контура: 𝑛 ∑ ε𝑖 < ε >= 𝑖=1𝑛 ≈ 1, 61𝐵 1 𝑛(𝑛−1) 𝑆(ε ) = 𝑛 · ∑ (< ε > 𝑖=1 2 − ε𝑖) ≈ 0, 00020 погрешность при доверительной вероятности α = 0, 95: ∆случε = 𝑆(ε ) · 𝑡α,𝑛 ≈ 0, 00040 ∆ε = 2 ∆случε 2 + ∆систε −2 ≈ 0, 50 · 10 𝐵 2 ε = 1, 61 ± 0, 50 · 10 𝐵 в этом случае значение ЭДС меньше чем в первом опыте: 2 −2 1, 61 ± 0, 50 · 10 𝐵 < 3, 03 ± 0, 69 · 10 𝐵 контур мал. ср. ∆ε 0, 50 · 10 𝐵 2 бол. −2 0, 52 · 10 𝐵 −2 0, 69 · 10 𝐵 6.Вывод. В этой лабораторной работе я изучил явление электромагнитной индукции и увидел зависимость величины ЭДС индукции от количества магнитов, площади проводящего контура и скорости движения. Ответы на контрольные вопросы. 1. Знак определяется по правилу Ленца. Направление нормали перпендикулярно плоскости контура. 2. Индукционный электрический ток в проводнике, возникающий при изменении магнитного потока, направлен таким образом, что его магнитное поле противодействует изменению магнитного потока. 3. Поток вектора – это скаляр. 4. Величина ЭДС станет отрицательной.
