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. Что называется соленоидом? Чем он характеризуется?

4. Какой соленоид можно считать бесконечным?

5. Физический смысл вектора индукции магнитного поля (магнитной индукции) ? Единица измерения ?

6. Какое магнитное поле называется однородным?

7. Чему равна индукция магнитного поля бесконечного соленоида?

8. Сформулируйте теорему о циркуляции вектора (закон полного тока).

9. Потенциальным или вихревым является магнитное поле? Чем отличаются силовые линии индукции магнитного поля от силовых линий напряжённости электростатического поля?

10. Нарисуйте ход силовых линий индукции магнитного поля в соленоиде.

11. Что называется индуктивностью контура? От чего она зависит? Единица измерения индуктивности?

12. Индуктивность бесконечного соленоида?

13. Что называется явлением электромагнитной индукции? Сформулируйте закон электромагнитной индукции.

14. В каких частях длинного соленоида магнитное поле можно считать однородным? В каких частях соленоида оно будет неоднородным?

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.

Лабораторная работа № 12

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ

Выполнил студент -------------------------, группа -------------, дата -------.

Допуск ______________

Выполнение __________

Зачет ________________

Цель работы: определить горизонтальную составляющую индукции магнитного поля Земли.

Приборы и материалы

№ п\п	Наименование прибора	Класс точности	Цена деления	Предел измерения	Точность отсчета
1	Источник постоянного тока	–	–	–	–
2	Реостат	–	–	–	–
3	Тангенс-буссоль	–
4	Миллиамперметр

1. Теоретические сведения Основные понятия и законы

1. Магнитное поле и его характеристики

Магнитное поле – одна из форм электромагнитного поля, релятивистский эффект электрического поля.

Магнитное поле создаётся (порождается) током заряженных частиц, или изменяющимся во времени электрическим полем (током смещения), или собственными магнитными моментами частиц.

Магнитное поле действует только на движущиеся заряды. Оно обладает энергией, которая проявляет себя в виде электромагнитных сил, действующих на отдельные движущиеся электрические заряды (электроны и ионы) и на их потоки, т. е. электрический ток. Под влиянием электромагнитных сил движущиеся заряженные частицы отклоняются от своего первоначального пути.

Основными характеристиками магнитного поля являются магнитная индукция и напряженность.

Механическое действие, которое магнитное поле оказывает на другие тела, можно характеризовать вектором силы, а само поле – векторной физической величиной, называемой магнитной индукцией, которая позволяет определить эту силу. Магнитная индукция обозначается буквой , измеряется в теслах (Тл).

Индукция магнитного поля – векторная физическая величина, численно равная силе, действующей в однородном магнитном поле на проводник единичной длины с единичной силой тока, расположенный перпендикулярно магнитным силовым линиям.

1Тл – индукция однородного магнитного поля, в котором на проводник длиной 1м с током в 1А, расположенный перпендикулярно магнитным силовым линиям, действует сила 1Н.

Магнитная индукция является основной силовой характеристикой магнитного поля. Индукция магнитного поля может быть определена в любой точке пространства и в любой момент времени:

.

Направление вектора магнитной индукции задается направлением магнитной стрелки, помещенной в данную точку поля. Оно совпадает с направлением, которое указывает северный полюс стрелки (рис. 1).

М

Рис.1.

Рис. 2.

одуль вектора можно определить с помощью силы, действующей на движущийся свободный заряд или проводник с током, где заряды перемещаются вдоль проводника, а также с помощью момента сил, действующих на рамку, по которой течет ток (рис. 2).

Магнитное поле в макроскопическом описании представлено двумя различными векторными полями, обозначаемыми, как и , где – напряженность, – индукция магнитного поля.

Для однородной изотропной среды вектор магнитной индукции связан с вектором напряженности следующим выражением:

, А/м,

где – магнитная постоянная, – безразмерная величина – магнитная проницаемость среды, которая показывает, во сколько раз индукция магнитного поля в среде больше индукции в вакууме (в вакууме ):

Магнитная проницаемость зависит только от свойств среды, в которой создаётся магнитное поле.

Напряженность не зависит от магнитных свойств среды, но учитывает влияние силы тока и формы проводников на интенсивность магнитного поля в данной точке пространства. Однако, вектор является важной, но вспомогательной характеристикой магнитного поля. Основной характеристикой магнитного поля всё же является вектор .