2015-05-13
2324
Рис. 2. Положение магнитной стрелки в поле Земли (проекция на горизонтальную плоскость):
1 – в отсутствие электрического тока в контуре; 2 – после включения тока.
|
|
Рис. 2. Положение магнитной стрелки в поле Земли (проекция на горизонтальную плоскость):
1 – в отсутствие электрического тока в контуре; 2 – после включения тока.
|
|
Рис. 2. Положение магнитной стрелки в поле Земли (проекция на горизонтальную плоскость):
1 – в отсутствие электрического тока в контуре; 2 – после включения тока.
|
В данной работе измерение магнитной индукции поля кругового тока осуществляется путем сопоставления ее с вектором магнитной индукции другого поля, численное значение и направление которого заранее известны. Это горизонтальная составляющая магнитного поля Земли 
, линии индукции которого направлены от северного магнитного полюса Земли к южному, а численное значение горизонтальной составляющей в наших широтах составляет 2×10-5 Тл.
Если через кольцевой контур, установленный в плоскости магнитного меридиана, пропускать электрический ток, то на магнитное поле Земли  наложится перпендикулярное ему поле  , создаваемое этим током. Магнитная стрелка при этом установится по направлению результирующего вектора магнитной индукции Земли и кругового тока  (рис. 2). Из геометрии (рис. 2) следует, что
|
Рис. 2. Положение магнитной стрелки в поле Земли (проекция на горизонтальную плоскость):
1 – в отсутствие электрического тока в контуре;
2 – после включения тока
|
 , (6)
где a - угол поворота стрелки после включения тока в контуре.
|
Рис. 3. Электрическая схема установки.
|
Рис. 3. Электрическая схема установки
|
| Установка представляет собой пластмассовое кольцо с намотанной на него проволокой (рис. 3). Кольцо располагается в вертикальной плоскости. В центре кольца на вертикальной оси (игле) вращается магнитная стрелка МС. Величина силы тока в проволоке регулируется с помощью реостата R, а контролируется миллиамперметром. Направление тока можно изменить на противоположное переключателем П. |
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ЗАДАНИЯ
|
|
|
1. Расположить плоскость кольца в плоскости магнитного меридиана. Для этого магнитную стрелку поместить в центр кольца и при отключенном токе ориентировать плоскость кольца вдоль стрелки.
2. Включить установку в сеть и установить максимальный ток.
3. Измерить углы отклонения a1 и a2 магнитной стрелки от первоначального положения при прямом и обратном токе и найти среднее значение угла: 
. Результаты измерений занести в таблицу.
4. Передвигая магнитную стрелку на 2 см вдоль оси, измерить углы отклонения стрелки, сохраняя постоянным ток. Результаты измерений занести в таблицу.
|
|
|
5. Для каждого положения магнитной стрелки определить теоретическое Втеор (по формуле 5) и экспериментальное Вэксп (по формуле 6) значения магнитной индукции.
6. На одном и том же графике построить зависимости Вэксп= f(х) и Втеор = f(х).
7. Сделать соответствующие выводы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какая физическая величина является силовой характеристикой магнитного поля? Единицы ее измерения.
2. Изобразить магнитное поле кругового тока. Является ли оно однородным?
3. Сформулировать правило правого винта для кругового тока.
4. Каков принцип измерения магнитного поля, создаваемого электрическим током кольца, в этой работе?
5. В формулу (3) входит векторное произведение [ 
]. Объяснить, как определяются модуль и направление вектора, получающегося в результате векторного перемножения двух векторов.
Таблица
| № изм. | х, см | I, А | a 1 , град | a 2 , град | a ср , град | tg a ср | Вэксп , Тл | Втеор , Тл |
| Данные установки: N =, R = м. |
ОТЧЕТ
| ВЫЧИСЛЕНИЯ: |
| ВЫВОДЫ: |
