Порядок выполнения работы. При выполнении работы необходимо строго соблюдать правила техники безопасности

 

При выполнении работы необходимо строго соблюдать правила техники безопасности.

1. Осторожно вращая основание магнетометра вокруг оси симметрии, установить положение дугообразной шкалы так, чтобы стрелка в этом положении имела нулевой отсчет. Нулевое положение стрелки соответствует ее положению в плоскости магнитного меридиана.

2. Повернуть установку колец Гельмгольца так, чтобы плоскости обеих катушек оказались приблизительно параллельны направлению магнитного меридиана, т.е. направлению стрелки магнетометра.

3. Движок реостата установить в крайнее левое положение. Включить универсальный блок питания и после пятиминутного прогрева, необходимого для выхода прибора на стационарный режим работы, приступить к выполнению измерений.

4. Для этого при прямом токе провести серию измерений угла отклонения стрелки магнетометра α как функцию силы тока, меняя величину тока от 0 до 0,16 А с шагом 0,02 А.

5. Повторить аналогичную серию измерений при обратном токе.

Результаты измерений и вычислений оформить в виде таблицы 1.

 

Таблица 1.

J,А	N	R, м	P, А⋅м2	BC	+α	-α	<α>	tg<α>	BЗ. ГОР, Тл	<BЗ.> ГОР, Тл
0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16

 

6. Вычислить для каждого значения силы тока < α >, P_m, B_C в центре магнетометра и по формуле (10) соответствующее B_{З. ГОР}. Найти среднее значение горизонтальной составляющей магнитной индукции Земли < B_З. > _ГОР.

7. Для любого одного результата (например, при токе I=0,1А) определить абсолютную погрешность измерения ΔB_{З. ГОР}. При этом в качестве погрешностей измерений величин I, R и α взять приборные ошибки, т.е. ΔI=δ_I=0,005А; ΔR=δ_R=10^-3 м; Δα=δ_α=1⁰.

 

Контрольные вопросы

 

1. Каковы причины существования магнитного поля?

2. Как обнаружить магнитное поле

3. Магнитная индукция как силовая характеристика магнитного поля. Единица магнитной индукции – тесла.

4. Принцип суперпозиции магнитных полей.

5. Магнитное поле Земли и его основные характеристики. (Склонение, наклонение, магнитный меридиан и магнитный экватор).

6. Гипотеза о причине возникновения магнитного поля Земли.

7. Что называется магнитным моментом контура с током? Магнитный момент катушки Гельмгольца.

8. Магнитная индукция на оси катушки Гельмгольца в точке, находящейся на расстоянии, равном половине радиуса витка катушки.

9. Объяснить принцип измерения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.

 

Примеры контрольных задач по теории лабораторной работы

Задача 1. По двум прямолинейным длинным проводникам расположенным параллельно на расстоянии 2 см друг от друга текут токи силой 50 А в одинаковых направлениях. Найти магнитную индукцию в точке находящейся посередине между проводниками.

Задача 2. Из проволоки длиной 1 м сделана квадратная рамка. По рамке течет ток силой 10 А. Найти магнитную индукцию в центре рамки.

Задача 3. Найти магнитную индукцию на оси тонкого проволочного кольца в точке расположенной на расстоянии 20 см от центра кольца, если при протекании тока по кольцу в центре кольца магнитная индукция равна 50 мкТл. Радиус кольца 10 см.

Задача 4. Магнитная индукция в центре кругового витка с магнитным моментом 1,5 А⋅м² равна 188,4 мкТл. Определить радиус витка и силу тока в нем.

 

 

Лабораторная работа №4

Контур с током в магнитном поле

Цель работы

 

Измерение вращающего момента сил, действующего на рамку с током в однородном магнитном поле.