4 Лабораторная работа / 4-Лабораторная работа (Физика)_6 / Отчет по ЛР №4 - 16.05 20ч 48м

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра физики

ОТЧЕТ

Лабораторная работа по курсу "Общая физика"

ИЗУЧЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ КРУГОВОГО ТОКА

Преподаватель Студент группы

___________ / / __________ / /

___________2003 г. 17 мая 2003 г.

Томск 2003

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью данной работы является изучение магнитного поля на оси витка с током и экспериментальная проверка закона Био‑Савара‑Лапласа.

2. ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА

Э кспериментальная установка, схематично представленная на рис.2.1., состоит из катушки 1 с током, создающей магнитное поле, измерительной катушки 2 и осциллографа 3. Катушка 1 питается через понижающий трансформатор переменным током. Все устройство смонтировано на лабораторном макете. Измерительная катушка 2 расположена под лицевой панелью макета и может перемещаться вдоль оси катушки 1 с помощью движка.

3. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Выражение для расчета амплитудного значения магнитной индукции в любой точке на оси z катушки:

B_m = E_m / N₁ S , (3.1)

где E_m - амплитудное значение ЭДС катушки, измеренное с помощью осциллографа;

 S - площадь поперечного сечения измерительной катушки (в данной работе S = 310^-4 м²);

 = 2 , где  - частота переменного напряжения, питающего круговой виток ( = 50 Гц);

N₁ - число витков измерительной катушки.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ

Экспериментальные данные и результаты их обработки представлены в таблице.

Таблица

Результаты прямых и косвенных измерений

z , см	Em , В	(Em)-2/3, В-2/3	z2 , см2	Примечания
0 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5	0,85 0,75 0,6 0,5 0,4 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,1 0,1 0,05	1,113 1,209 1,401 1,580 1,831 2,214 2,497 2,893 3,498 4,571 4,571 4,571 7,222	0 1 2,25 4 6,25 9 12,25 16 20,25 25 30,25 36 42,25	Относительные погрешности измеряемых величин: ( Em) = 10% (S) = 10% ( N1) = 1% ( ) = 1%

Из формулы 3.1 B_m = E_m / N₁ S .

5. ВЫВОДЫ

В работе мы исследовали поведение магнитного поля на оси кругового витка с током. С увеличением расстояния величина индукции магнитного поля убывает. Наблюдается выполнение закона Био-Савара-Лапласа, так как в зависимости Е^-2/3=f(z^-2/3), экспериментальные точки укладываются на одной прямой линии.

6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

6.1. Магнитное поле – это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами.

6.2. В данной работе для измерения магнитной индукции используется явление электромагнитной индукции, которое заключается в том, что если катушку, состоящую из N витков, пронизывает переменный во времени магнитный поток, то в ней возникает ЭДС индукции, прямо пропорциональная скорости изменения этого потока и числу витков.

6.3. Значение магнитной индукции получается как средняя величина, получаемая от измерительной катушки. И она всегда получается меньше, чем истинное значение индукции на оси витка с током. Поэтому чем меньше размеры катушки, тем ближе измеренная величина В_м к истинной.

6.4. Нужно снять показание с экрана осциллографа (сколько делений занимает сигнал) и умножить на цену деления прибора (показывает какое значение в В приходится на 1 деление).

6.5. Индукция магнитного поля на оси кругового тока изменяется по закону

6.6. Экспериментально измеренная зависимость Е=f(z) совпадает с теоретической, если точки графика Е^-2/3=f(z^-2/3) лежат на одной прямой линии.

6.7. Прямую линию можно построить методом линеаризации.