Теория лабораторной работы. В данной работе определение (и соответственно ) связано с исследованием поведения

В данной работе определение (и соответственно ) связано с исследованием поведения магнитной стрелки в магнитном поле Земли и магнитном поле, создаваемым круговым током.

Рис. 9.

Рис.8.

С этой целью используется тангенс-буссоль – устройство, в котором магнитная стрелка на вертикальной оси устанавливается в центре кругового витка (рис.8, 9).

 

При отсутствии тока в витке стрелка располагается вдоль магнитного меридиана Земли. Поворотом витка тангенс-буссоли вокруг вертикальной оси можно совместить его плоскость с плоскостью магнитного меридиана.

При пропускании через виток тока магнитная стрелка повернется на некоторый угол . Объясняется это действием на стрелку двух полей – магнитного поля Земли и поля кругового тока . В результате стрелка установится вдоль результирующего поля .

Из рис.9 видно, что . Учитывая, что напряженность магнитного поля, создаваемого током в центре кольца радиусом , содержащего витков, равна: , получим . Для индукции магнитного поля последняя формула примет вид: .

Последняя формула используется для опытного определения горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли. Ее можно переписать в виде:

, (1)

где .

; витков; ;

ИЗМЕРЕНИЯ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Ознакомиться с электрической схемой установки (рис.10):

Рис. 10.

– тангенс-буссоль, – миллиамперметр, – реостат, – переключатель направления тока, – источник тока.

2. Установить плоскость катушки (витка) тангенс-буссоли в плоскости магнитного меридиана Земли. Определить начало отсчета на шкале тангенс-буссоли.

3. С разрешения преподавателя включить питание установки.

4. Установить реостатом ток в катушке.

5. Как только стрелка компаса придет в равновесие, отсчитать по шкале тангенс-буссоли угол отклонение стрелки .

6. Уменьшить ток до нуля. Изменить с помощью ключа направление тока и увеличить его до прежнего значения. Измерить величину отклонения стрелки . (Переключение направления тока необходимо для уменьшения возможной ошибки из-за неточной установки плоскости катушки в плоскости земного меридиана).

7. Повторить измерения по пунктам 4 – 6.

8. Результаты измерений занести в таблицу.

9. Обесточить установку.

10. Для каждого значения тока определить значение и соответствующее ему значение и записать их в таблицу.

11. Вычислить значения горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли для каждого измерения и записать их в таблицу.

12. Вычислить и записать среднее значение .

13. По среднему значению индукции магнитного поля Земли вычислить значение напряженности .

Таблица

№ п/п		, град	, град	, град		, Тл	., Тл	, А/м

 

14. Проанализировать результаты, сделать вывод.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Согласно обозначениям на шкалах электроизмерительных приборов, используемых в данной работе, указать назначение прибора, тип тока, безопасность, класс точности, систему измерительного механизма, рабочее положение при эксплуатации.

2. По классу точности электроизмерительных приборов, используемых в данной работе, вычислить их абсолютную (инструментальную) погрешность и указать к какой группе приборов (прецизионным, техническим или внеклассовым) они относятся.

3. Чем обусловлены существования основного и переменного магнитного полей Земли?

4. Дайте определения плоскости магнитного меридиана, магнитного меридиана и магнитного склонения?

5. Укажите формулу, связывающую магнитную индукцию и напряженность магнитного поля ? Единицы измерения этих величин?

6. Что называется магнитным наклонением ?

7. Перечислите величины, называемые элементами магнитного поля Земли.

8. Как направлена вертикальная составляющая магнитного поля Земли в северном полушарии и южном полушарии?

9. Кратко опишите устройство и принцип работы тангенс-буссоля?

Литература

1. Майсова Н.Н. Практикум по курсу физики.- М.: Высш. школа, 1970.

2. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3-х т. М.: Наука, 1982. Т.1.

3. Сивухин Д.В. Общий курс физики: Механика. М.: Наука, 1979.

4. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высш. школа, 1985.

5. Хайкин С.Э. Физические основы механики.- М.: Наука, 1971

6. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1985.