Проведение эксперимента

Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.

1. Соберите цепь по схеме, указанной на рис. 3.

2. Включите в цепь витков катушки и установите её в плоскости земного меридиана.

3. Включите источник питания, с помощью реостата, установите ток в цепи катушки такой величины , чтобы стрелка буссоли отклонилась на угол 45°.

4. При помощи переключателя П измените направление тока на противоположное и, откорректировав положение стрелки буссоли на угол 45°, измерьте силу тока в цепи.

5. Найдите среднее значение величин и : .

6. Рассчитайте величину горизонтальной составляющей индукции магнитного поля планеты.

7. Повторите все измерения, включая в цепь числа витков и .

8. Рассчитайте среднее значение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли по формуле 5 и сравните полученный результат с табличным.

9. Вычислите предельную относительную погрешность величины Вг по формуле 4 и абсолютную погрешность по формуле . При этом погрешность в определении тока определяется по классу точности прибора, а погрешность в определении радиуса катушки и угла α оценивается экспериментатором самостоятельно.

10. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 1.

Таблица 1

 

№ n I+, А I-, А Icр, А Вi, Тл Вср, Тл ε ∆В, Тл
                 
                 
                 

Измерение магнитного поля соленоида тесламетром

1. Включить в сеть измеритель магнитной индукции (тесламетр, рис. 4). При необходимости провести установку нуля тесламетра.

2. Подать на обмотку соленоида ток I1 = 5 – 7 А от источника постоянного тока.

3. Произвести измерения магнитной индукции В при помощи длинного щупа тесламетра поля в разных точках поля внутри и вне соленоида, перемещая датчик от нижнего края соленоида вверх.

4. Построить график зависимости Вэксп. (х), где х – расстояние от нижнего края соленоида до исследуемой точки, измеренное по шкале щупа..

5. На полученном графике построить в том же масштабе теоретическую кривую зависимости Втеор. (х) , пользуясь следующей расчетной формулой: , где - длина соленоида, х- расстояние от края соленоида до исследуемой точки, R- радиус соленоида , n - число витков на единицу длины соленоида .

6. Исследовать зависимость индукции поля внутри соленоида от силы тока в обмотке (вблизи середины соленоида) и построить график зависимости Вэксп.(I).

7. В том же масштабе построить теоретическую кривую Bтеор.(I), рассчитав В по выше приведенной формуле.

Измерение магнитного поля между полюсами электромагнита

1. Подать на электромагнит ток от источника постоянного тока.

2.

 
 

Произвести измерения индукции магнитного поля между полюсами электромагнита, используя короткий щуп тесламетра, начиная от верхнего края катушек.

3. Построить график зависимости В(х), где х – расстояние от верхнего края катушек до данной точки.

 

Контрольные вопросы

1. Что такое магнитное поле, его характеристики (напряженность, магнитная индукция).

2. Линии напряженности магнитного поля и его вихревой характер.

3. Закон Био-Савара-Лапласа, магнитная постоянная.

4. Напряженность магнитного поля в центре кругового тока, прямого тока и бесконечного соленоида.

5. Магнитное поле движущегося заряда.

6. Взаимодействие электрических токов.

7. Магнетизм Земли.

8. Экспериментальная установка и методика проведения эксперимента.

Литература, рекомендуемая к лабораторной работе:

1. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм.- М.: Высшая школа, 1983.

2. Калашников С.Г. Электричество. – М.: Наука, 1977.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2, Т. 3. – М.: Наука, 1977.

4. Телеснин Р.В., Яковлев В.Ф. Курс физики. Электричество.-М.: Просвещение, 1970.

5. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.3. Электричество.- М.: Физматлит МФТИ, 2002.

6. Иродов И.Е. Электромагнетизм. Основные законы. –М.- С.-П.: Физматлит Невский диалект, 2001

7. Зильберман Г.Е. Электричество и магнетизм. – М.: Наука, 1970.

8. Парсел Э. Курс физики Т.2 Электричество и магнетизм – М.: Наука, 1971.

9. Рублев Ю.В., Куценко А.Н., Кортнев А.В. Практикум по электричеству. – М.: Высшая школа, 1971.

10. Кортнев А.В., Рублев Ю.В., Куценко А.Н.. Практикум по физике. – М.: Высшая школа, 1965.