1. Соберите на наборном поле схему, как показано на рис.5.
2. Не подводя напряжение на миниблок Кольцевые катушки, измерьте с помощью мультиметра сопротивление каждой катушки и запишите результат: R1 = Ом; R2 = Ом.
Рис. 5
3. Вместо реальных амперметров и вольтметров включите виртуальные приборы, изображенные на лицевой панели коннектора. Для этого включите виртуальные приборы двойным щелчком левой кнопки мыши на ярлыке ВП_Физика. В результате откроется блок Приборы 1, в котором содержатся амперметры и вольтметры. Активизируйте нужные виртуальные приборы (А1, V0, V1), щелкнув в соответствующих окнах на кнопках Откл.
4. Щелкнув в окне Действующее, выберите из открывшегося списка «Амплитудное» значение измеряемой величины.
5. Выберите пределы измерения амперметров и вольтметров, нажав соответствующие кнопки на коннекторе.
6. Подайте синусоидальное напряжение частотой f = 2 … 2,5 кГц на первую катушку от генератора напряжений специальной формы, и рассчитайте значение циклической частоты ω = 2π f = с-1.
7. Меняя амплитуду напряжения, установите ток в катушке величиной I1 = 150 … 200 мА.
8. На миниблоке с помощью шкалы измените расстояние х между катушками от минимального значения 5 мм до 20 … 25 мм с шагом 2 … 2,5 мм и измерьте с помощью вольтметра V1 значения э.д.с. взаимной индукции Е21, индуктируемой во второй катушке, для каждого значения х. Частоту и силу тока поддерживайте неизменными. Результаты измерений занесите в таблицу 1.
Таблица 1
| х, мм | 7,5 | 12,5 | 17.5 | 22,5 | |||||
| Е21, В | |||||||||
| М21, мГн |
9. Установите подвижную катушку в заданное преподавателем положение и запишите в таблицу 2 показания приборов: U1 и I1 – напряжение и ток в первой катушке, Е21 – э.д.с. взаимной индукции, индуктируемой во второй катушке.
|
|
Таблица 2
| U1, В | I1, мА | Е21, В | Z1, Ом | XL1, Ом | L1, Гн | M21, мГн |
10. Поменяйте местами катушки, т.е. подайте напряжение на вторую катушку, как показано на рис. 6, и повторите опыт (пункт 9). Результаты измерений запишите в таблицу 3.
Рис. 6
Таблица 3
| U2, В | I2, мА | Е12, В | Z2, Ом | XL2, Ом | L2, Гн | M12, мГн |
11. Соедините две катушки последовательно (рис. 7) и занесите показания амперметра А1 и вольтметра V0 в строку «Последовательное согласное соединение» таблицы 4.
12. Поменяйте местами зажимы одной из катушек (рис. 8) и занесите показания этих же приборов в строку «Последовательное встречное соединение» таблицы 4.
Рис. 7 Рис. 8
Таблица 4
| Схема опыта | U, В | I, мА | Z, Ом | XL, Ом | L, Гн |
| Последовательное согласное соединение (') | |||||
| Последовательное встречное соединение ('') |
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
1. По результатам измерений, приведенным в таблице 1, рассчитайте взаимную индуктивность по формуле
(14)
и постройте график зависимости 
2. По результатам измерений, приведенным в таблицах 2 и 3, рассчитайте значения параметров первой и второй катушек и занесите результаты расчетов в эти таблицы:
· полное сопротивление из закона Ома для участка цепи
Z = U / I; (15)
|
|
· индуктивное сопротивление из формулы (13)
; (16)
· индуктивность из формулы (10)
; (17)
· взаимную индуктивность по формуле (14).
3. По результатам измерений, приведенным в таблице 4, используя формулы (15) – (17), рассчитайте значения эквивалентных параметров катушек: Z, XL и L для двух случаев последовательного соединения. При расчете учитывайте, что R = R1 + R2. Занесите результаты расчетов в эту таблицу. Объясните, почему эквивалентные индуктивности в этих двух случаях отличаются.
4. По данным двух последних опытов рассчитайте взаимную индуктивность M = (L' - L'')/4 и сравните ее с найденными ранее значениями.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
Отчет включает следующее:
1. Схему лабораторной установки с пояснениями и характеристиками приборов.
2. Расчетные формулы, использованные в работе.
3. Таблицы с экспериментальными и расчетными данными.
4. График зависимости взаимной индуктивности двух кольцевых катушек от расстояния между ними 
;
5.Выводы по работе. Сравнительную оценку полученных результатов.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫи задания
1. Сформулируйте закон электромагнитной индукции. Запишите его математическое выражение.
2. Почему при изменении силы тока в катушке в ней возникает э.д.с. самоиндукции?
3. От чего зависит взаимная индуктивность катушек?
4. Объясните, почему возникает ток в одной катушке при изменении силы тока в другой катушке или при изменении их взаимного расположения?
5. Как следует расположить две круглые плоские катушки, чтобы их взаимная индуктивность была а) максимальна; б) минимальна (не разнося их на большое расстояние)?
|
|
6. Чему равно индуктивное сопротивление катушки?
7. Почему индуктивное сопротивление катушки называют реактивным сопротивлением?
8. Как полное сопротивление колебательного контура переменному току зависит от частоты тока и параметров контура L и R?
ЛИТЕРАТУРА
1. Детлаф, А.А. Курс физики / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. – М.: Академия, 2003. – 720 с.
2. Трофимова, Т.И. Курс физики: учеб. пособие для вузов [Текст]: учеб. пособие / Т.И. трофимова. – М.: Академия, 2007. – 560 с.