2. Цель работы

Экспериментально определить величину горизонтальной составляющей вектора магнитной индукции Земли.

3. Оборудование

1. Прибор для измерения магнитного поля Земли.

2. Источник постоянного напряжения на 4,5 В.

3. Амперметр до 0,5А.

4. Магазин сопротивлений.

4. Основные теоретические сведения

В пространстве около намагниченных тел, движущихся зарядов (токов) возникает магнитное поле. Земля так же является магнитом и имеет магнитное поле. Помещенная в это поле магнитная стрелка устанавливается в каждой се точке вполне определенным образом, указывая направление поля. Конец стрелки компаса, который указывает на север, называется северным, а противоположный - южным. При отклонении стрелки от направления магнитного поля, на стрелку действует вращающий момент , пропорциональный синусу угла отклонения а и стремящейся повернуть ее вдаль поля (рис. 11.1).

В заимодействие постоянных магнитов отличается от взаимодействия электрических зарядов, но сходно с взаимодействием электрических диполей с однородным электрическим полем. И в том и в другом случае на них действует вращающий момент, но не сила. Как и диполь, постоянный магнит поворачивается по полю, но не перемещается в нем.

В то же время диполи существенно отличаются от магнитов: противоположные заряды в диполе можно разделить в пространстве. В постоянном магните невозможно определить северный и южный полюса. Это значит: «Магнитные заряды» в природе не существуют. Силовой характеристикой магнитного поля является магнитная индукция .

Магнитное поле, в отличие от электростатического, не оказывает действия на покоящийся заряд, действует только на движущийся заряд. Для исследования магнитного поля используют пробный контур: замкнутый контур площадью S, по которому течет ток J. Магнитный момент контура определяется следующим образом.

- единичный вектор положительная нормаль Jn совпадающая с поступательным движением правого винта (вращение головки совпадает с направлением электрического тока). На пробный контур в данной точке магнитного поля действует вращательный момент . Величина равна модулю .

Итак, индукция магнитного поля - максимальный вращающий момент, действующий на единичный пробный контур. Направление вектора совпадает с направлением положительной нормали, к плоскости контура . Единица измерения В называется тесла (Тл), равна магнитной индукции однородного поля, в котором на плоский контур с током с магнитным моментом действует максимальный вращающий момент в 1Нм.

5. Порядок выполнения работы

1. Установить прибор на столе так, чтобы магнитная стрелка компаса располагалась вдоль диаметра катушки. В этом случае стрелка указывает направление горизонтальной составляющей вектора магнитной индукции Земли .

2. Включить источник напряжения. По амперметру определить силу тока (J катушки).

3. В ычислить индукцию магнитного поля катушки по формуле где где - магнитная постоянная, J – сила тока, А; R – радиус катушки, N – число витков.

4. При включении тока по катушке возникает магнитное поле, которое так же действует на магнитную стрелку компаса. Результирующее магнитное поле определить по принципу суперпозиции .

5. Измерить угол α между и В, вычислить горизонтальную составляющую по формуле .

6. Экспериментальные значения величин J, α и результаты вычислений внести в таблицу:

Таблица 10.1

N/N	J,A	Вк, Тл	α	tgα	ВЗ, Тл	ΔВ, Тл ср.
1.
. . .
5
				Среднее:	<A>	<B>

7. Результат представить следующим образом:

.