|
ОБ ОПЫТАХ С ЭЛЕКТРИЧЕСТВОМ
И МАГНЕТИЗМОМ
Специфика учебных демонстраций по электромагнетизму
в том, что изучаемые объекты: электрические заряды, элек-
трический ток, электрическое и магнитное поля, электромаг-
нитные волны и пр. наблюдатели не могут воспринимать не-
посредственно органами чувств, как это бывает на опытах по
механике или же оптике. Поэтому для визуализации изучае-
мых явлений в большинстве опытов приходится применять
измерительные приборы и различные приспособления, в ре-
зультате чего конструкции экспериментальных установок
получаются несколько сложнее, чем в других разделах физи-
ки. Если же экспериментальная установка состоит из не-
скольких (трех или более) приборов, связанных между собой
проводами, то наглядность демонстрации на такой установке
становится сомнительной. Чтобы отчасти компенсировать
потерю наглядности, схему опыта целесообразно пояснить
соответствующим рисунком.
Демонстратор должен всегда иметь в виду, что опыты с
электричеством могут быть весьма опасными, поскольку
ему приходится иметь дело с неизолированными деталями
установок, находящихся под напряжением в десятки и даже
сотни тысяч вольт, а также с токами в десятки ампер. Учи-
тывая же, что подобные опыты иногда надо демонстриро-
вать в темноте и что некоторые токонесущие элементы
опытных установок в силу специфики демонстраций долж-
ны быть оголены, демонстратор должен досконально знать
их конструкцию, быть внимательным и всегда соблюдать
осторожность в работе.
Успех демонстрационного опыта обусловлен выполне-
нием ряда методических и технических требований: нагляд-
ности, убедительности, эффектности, воспроизводимости,
скоротечности, надежности и прочих не менее важных усло-
вий. В отношении же последнего из перечисленных требо-
ваний – надежности воспроизведения эффекта – следует за-
метить, что опытам по электромагнетизму, в сравнении с
опытами по другим разделам физики, свойство «капризно-
10
сти» присуще более всего. Так, например, некоторые опыты
по электростатике, хорошо удававшиеся перед занятием,
после заполнения аудитории учащимися могут не полу-
читься из-за возросшей влажности воздуха, обуславливаю-
щей быструю утечку электрических зарядов. Поэтому по-
верхности электростатических приборов и приспособлений
должны быть чистыми и сухими.
Также надо иметь в виду, что и излишняя сухость воздуха
может привести к неудаче электростатического эксперимента:
«султан» не распушается, лепесточки электроскопа становятся
нечувствительными, палочки для электризации плохо элек-
тризуются… Дело в том, что способность диэлектрических
тел принимать на себя избыточные электрические заряды во
многом зависит от наличия на их поверхности адсорбирован-
ной из воздуха влаги, проводящей эти заряды. Поэтому недо-
пустимо долго реагирующий на заряжание «султан», стано-
вится более чувствительным, если до заряжания его поднести
ко рту и сделать на него несколько выдохов.
Порой случается, что при вращении рукоятки электро-
форной машины она не вырабатывает электричество. В этом
случае машине надо сообщить начальный заряд. Для этого
достаточно прикоснуться к одному из вращаемых дисков
машины предварительно наэлектризованной палочкой.
Успех опытов, в которых демонстрируется воздействие
магнитного поля на магнитные стрелки (опыт Эрстеда, маг-
нитная экранировка и др.) или производятся манипуляции с
постоянными полосовыми магнитами (опыты Фарадея, опыт
Ленца и пр.) зависит от намагниченности этих стрелок и маг-
нитов. Поэтому следует обратить внимание на правильное
хранение магнитов во избежание их размагничивания или
перемагничивания.
В России принята стандартная окраска полюсов магни-
тов: северные полюса окрашены в синий цвет, а южные – в
красный. U-образный магнит хранить надо с якорем (брусоч-
ком из магнитомягкого железа), замыкающим его полюса.
Прямые магниты хранят парами, замкнув якорями их разно-
именные полюса. Если же магниты сложены беспорядочно
или же якорями замкнуты их одноименные полюса, то на-
11
магниченность магнитов быстро пропадает. Быстро размаг-
ничиваются также и магнитные стрелки. Поэтому время от
времени возникает необходимость в восстановлении магнит-
ных свойств этих предметов.
Чтобы намагнитить размагнитившуюся стрелку, ее вно-
сят на пару секунд внутрь цилиндрической катушки, по вит-
кам которой течет постоянный ток, и вынимают. Если же
после этого намагниченность стрелки не соответствует ее
окраске (на конце, окрашенном в синий цвет, образовался
южный полюс, а на красном, соответственно, – северный), то
действие повторяют, но стрелку при этом вставляют в ка-
тушку уже другим концом. Аналогично действуют и при на-
магничивании размагнитившегося прямого магнита.
Намагничивание можно осуществлять также с помощью
мощного постоянного магнита относительно больших раз-
меров. В этом случае стрелку просто лишь подносят к од-
ному из полюсов этого магнита и затем убирают, держа ее
вдоль предполагаемой линии индукции поля магнита.
Сближаемые полюса (стрелки и магнита) при этом должны
быть разноименными.
Успех опыта зависит от надежности электрических кон-
тактов в экспериментальной установке. Контакты могут
нарушаться вследствие окисления или выгорания контакти-
рующих поверхностей, из-за самопроизвольного откручи-
вания резьбовых соединений, выпадения штекеров из
клемм, вследствие скрытого изоляцией перелома соедини-
тельного провода и прочих причин. Нарушение же контак-
тов в электрической цепи не всегда может быть выявлено
одним лишь осмотром ее внешнего вида. Поэтому демонст-
ратор должен взять за правило всегда проверять экспери-
ментальные установки на их работоспособность перед де-
монстрацией опытов.
При проведении опытов с электромагнитными волнами
метрового и дециметрового диапазонов следует принять во
внимание расположение в окрестности демонстрационной
установки отражающих и поглощающих эти волны металли-
ческих предметов. Таковыми могут быть корпуса приборов,
металлический мебельный каркас, писчая доска, электро-
Do'stlaringiz bilan baham: | 
