IV. Техника безопасности при выполнении работы

1. Перед выполнением лабораторной работы проверьте надежность соединений всех элементов схемы, отсутствие оголенных участков проводов.

2. При выполнении работы не касайтесь руками обмоток соленоидов и клемм реостата, которые находятся под напряжением.

3. Не дергайте резко штоки с пробными катушками. Регулирование тока автотрансформатором и реостатом производите плавно.

V. Контрольные вопросы

1. Дайте определение индукции магнитного поля.

2. Какой формулой в системе СИ выражается связь между индукцией и напряженностью магнитного поля?

3. Напишите формулу закона Био-Савара-Лапласа, объясните смысл входящих в формулу величин.

4. Приведите формулу, определяющую значение индукции магнитного поля в центре кругового контура с током. Каково направление вектора индукции В?

5. От чего зависит величина магнитной аддукции на оси бесконечно длинного соленоида? Соленоида конечной длины?

6. Как направлено магнитное поле внутри и вне соленоида?

7. Сформулируйте цель лабораторной работы.

8. Сформулируйте закон электромагнитной индукции (закон Фарадея).

9. Объясните, почему теоретические кривые функции γ (у) и экспериментальные значения этой функции имеют для обоих соленоидов несколько различный вид.

VI. Литература

1. Савельев И. В. Курс общей физики, т. 2. М. , Наука, 1982, §§40, 42, 47, 50 , 61, 62.

2. Яворский Е.М. , Детлаф А. А. Курс физики, т. 2. М._, Высшая школа, 1977, §§ 14.2, 15.I, I5.4, 15.5, 19.I.

Приложение к лабораторной работе №47.

Вывод формулы (5) для индукции магнитного поля на оси соленоида конечной длины

Одиночный круговой ток силой I, протекающий по витку с радиусом R, создает на оси этого витка на расстоянии х от его плоскости магнитное поле с индукцией

В = µ₀µR²I/2(R²+х²)^3/2

направленной перпендикулярно к плоскости витка.

По участку обмотки соленоида протяженностью dx, содержащей ndx витков, протекает ток силой Indx.В точке с координатой "х" на оси соленоида этот ток создает магнитное поле с индукцией

dВ=µ0µR²Indx/2(R²+х²)^3/2

Индукцию поля в этой точке, создаваемую всеми витками соленоида, получим, интегрируя выражение (П. 2) в пределах от х=0 до х=L . Делаем замену переменных:

R²+х²=ŗ²; ŗ=R/sinα; dx=Rdα/sin²α.

Смысл величин r и α ясен из чертежа, рис. П.1. После интегрирования получим:

В(х)=-0,5µ0µIn(cosα₂ - cosα₁). (П.3)

Учитывая, что

cosα1=х/√R²+х²•cosα1=-L-Х/√R²+(L-Х)²

и вводя относительную координату у = х /L и параметр =2R/L,приходим к формуле (5).

Р ис. 11.1. Схема к расчету индукции магнитного поля на оси соленоида конечной длины. Угол α образован положительным направлением оси х и вектором ŗ

9