جواب فعالیت صفحه ۸۲ فیزیک (2) - تجربی

فیزیک (2) - تجربی

فیزیک (2) - تجربی | 3ـ5 میدان مغناطیسی حاصل از جریان الکتریکی

صفحه ۸۲

سؤال 1

آزمایشی را طراحی و اجرا کنید که به کمک آن بتوان با استفاده از برادهٔ آهن، طرح خط‌های میدان مغناطیسی را در اطراف یک سیم بلند (شکل الف)، یک حلقهٔ دایره‌ای (شکل ب) و یک سیملولهٔ حامل جریان (شکل پ) ایجاد کرد.

پاسخ

طراحی آزمایش: نمایش خط‌های میدان مغناطیسی با براده‌ٔ آهن

هدف: دیدن شکل خط‌های میدان مغناطیسی اطراف سیم بلند، حلقهٔ دایره‌ای و سیملوله، با استفاده از براده‌ٔ آهن.

وسیله‌ها:

یک صفحهٔ مقوایی یا شیشه‌ای (به‌جای سطح آبی در عکس)
براده‌ٔ آهن و یک الک یا پودرپاش کوچک
یک سیم مسی بلند و راست، یک حلقهٔ سیمی دایره‌ای و یک سیملولهٔ آرمانی (سیم پیچیده‌شده دور یک لوله)
یک باتری، کلید و سیم رابط
یک مقاومت متغیر برای تنظیم جریان (اختیاری)

مراحل اجرا:
۱. سیم بلند را از وسط صفحهٔ مقوایی عمود بر آن عبور دهید، طوری که صفحه دور سیم باشد.
۲. مدار را با باتری، کلید و سیم بسته و کلید را ببندید تا جریان برقرار شود.
۳. با الک، براده‌ٔ آهن را به‌آرامی روی صفحه بریزید و کمی صفحه را با انگشت بزنید تا براده‌ها جابه‌جا شوند.
۴. براده‌ها دور سیم حلقه‌های هم‌مرکز می‌سازند. این شکل را با شکل (الف) مقایسه کنید.
۵. کلید را باز کنید، براده‌ها را جمع کنید و همین مراحل را برای حلقهٔ دایره‌ای (شکل ب) تکرار کنید؛ حلقه را طوری روی صفحه قرار دهید که صفحهٔ حلقه از آن عبور کند.
۶. در مرحلهٔ آخر، سیملوله را روی صفحه قرار دهید و همان کار را انجام دهید. انتظار دارید براده‌ها در داخل سیملوله به شکل خط‌های تقریباً موازی و فشرده، و در بیرون آن پراکنده قرار بگیرند (شکل پ).

نکته‌های ایمنی: جریان را فقط برای مدت کوتاه برقرار کنید تا سیم گرم نشود و از باتری با ولتاژ کم استفاده کنید.

نتیجه‌گیری: با این آزمایش می‌بینیم که اطراف سیم بلند، خط‌های میدان به‌صورت دایره‌های هم‌مرکز هستند، داخل حلقه خط‌های میدان به هم نزدیک‌ترند و داخل سیملوله خط‌های میدان تقریباً موازی و یکنواخت‌اند.

فعالیت‌های این فصل