Лабораторная работа 1.5. Электромагнитная индукция
Квантовые постулаты, сформулированные Н. Бором (1913 г.), явились важным шагом в развитии представлений об устройстве атомов.
Первый постулат Бора: Атомная система может находиться только в особых стационарных или квантовых состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия En. В стационарных состояниях атом не излучает.
Второй постулат Бора: При переходе атома из одного квантового сотояния в другое атом испускает или поглощает квант электромагнитного излучения (фотон). Энергия излученного или поглощенного фотона равна разности энергий стационарных состояний:
hν = En – Em,
где h = 6,63·10–34 Дж·с – постоянная Планка, ν – частота фотона.
Оба постулата находятся в противоречии с законами классической физики, но они хорошо согласуются с экспериментальными данными.
Компьютерная модель является иллюстрацией постулатов Бора в применении к круговым орбитам атома водорода. Модель позволяет исследовать переходы между несколькими низшими орбитами атома водорода, сопровождающиеся излучением или поглощением фотона определенной частоты или длины волны. Указываются длины волн соответствующих переходов. Некоторые спектральные линии, расположенные в диапазоне видимого света, изображены цветными полосками. Это линии соответствуют переходам на вторую стационарную орбиту с более удаленных орбит(так называемая серия Бальмера). Ультрафиолетовые линии условно изображены синими полосками, линии инфракрасной части спектра – красными полосками. В правом верхнем углу экрана изображена схема энергетических уровней атома водорода, на которой стрелками изображаются переходы между уровнями энергии, то есть переходы между стационарными орбитами.
Вопрос №1
За 5 секунд магнитный поток, пронизывающий замкнутый контур, равномерно увеличился с 5 Вб до 10 Вб. Чему равно при этом значение ЭДС индукции в рамке?
Вопрос №2
В однородном магнитном поле с индукцией B = 6 Тл находится контур площадью 50 см2. Угол между векторами нормали к плоскости контура и магнитной индукции составляет 60°. Магнитный поток, пронизывающий контур, равен
Вопрос №3
При движении проводника в магнитном поле направление ЭДС индукции зависит:
Вопрос №4
Металлическая рамка находится в однородном магнитном поле. Чтобы в рамке возник электрический ток, рамка должна:
Вопрос №5
Проводник длиной L = 0,5 м перемещается со скоростью v = 5 м/с перпендикулярно силовым линиям однородного магнитного поля, индукция которого B = 0,008 Тл. Найти разность потенциалов, возникающую на концах проводника.
Вопрос №6
За время t = 0,1 с в соленоиде, содержащем 1000 витков, магнитный поток равномерно убывает от значения Ф1 = 0,05 Вб до Ф2 = 0,01 Вб. Найти величину ЭДС индукции в соленоиде.
Задача №1
Проводник длиной L = 1 м может без трения скользить со скоростью υ = 5 м/с по двум металлическим проводникам, соединенным через резистор с R = 2 Ом. Вектор индукции однородного магнитного поля B = 0,1 Тл перпендикулярен образующемуся проводящему контуру. Определить силу тока в проводящем контуре. Провести компьютерный эксперимент и проверить ваш ответ.
I = мА
Задача №2
По двум металлическим параллельным проводникам, замкнутым на резистор с R = 5 Ом, движется проводник длиной L = 0,2 м со скоростью υ = 5 м/с. Вектор индукции однородного магнитного поля B = 0,05 Тл перпендикулярен образующемуся проводящему контуру. Определить силу тока в проводящем контуре. Провести компьютерный эксперимент и проверить ваш ответ.
I = мА
Задача №3
По двум металлическим параллельным рельсам, замкнутым на резистор, движется проводник длиной L = 0,4 м. Вектор индукции однородного магнитного поля B = 0,05 Тл перпендикулярен образующемуся проводящему контуру. Проводник находится на расстоянии 1 м от резистора. Определить изменение магнитного потока ΔΦ. Провести компьютерный эксперимент и проверить ваш ответ.
ΔΦ = Вб
Задача №4
Магнитный поток изменяется вследствие перемещения проводника по двум металлическим рельсам, соединенным между собой через резистор. Первоначально проводник находится на расстоянии 1 м от резистора и движется со скоростью υ = 4 м/с в однородном магнитном поле, вектор индукции которого B = 0,02 Тл перпендикулярна образующемуся проводящему контуру. Сила тока в проводящем контуре I = 0,024 А, длина проводника 0,9 м. Определить величину сопротивления. Провести компьютерный эксперимент и проверить ваш ответ.
R = Ом
Задача №5
Проводник длиной L = 0,6 м может без трения скользить со скоростью υ = 2 м/с по двум металлическим проводникам, соединенным через резистор с R = 5 Ом. Вектор индукции однородного магнитного поля B = 0,01 Тл перпендикулярен образующемуся проводящему контуру. Определить силу тока в проводящем контуре. Провести компьютерный эксперимент и проверить ваш ответ.
I = мА
Вопросы для лабораторных работ Задачи для лабораторных работ
