16

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ДИЗАЙНА И ТЕХНОЛОГИИ

КАФЕДРА ФИЗИКИ

С.М.РАЗИНОВА, И.П.ШАПКАРИН, О.Н.ГЛАГОЛЕВА

Методические указания к лабораторной работе №85 «Определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли»

Утверждено в качестве методического пособия

Редакционно-издательским советом МГУДТ

МГУДТ 2003

УДК 53 (075.8)

Р – 17

Куратор РИС Козлов А.С.

Работа рассмотрена на заседании кафедры физики и рекомендована к печати.

Зав. кафедрой Шапкарин И.П.

Автор: С.М.Разинова, к.т.н доц.

И.П.Шапкарин, к.т.н., доц.

О.Н.Глаголева, к.ф.-м.н., доц.

Рецензент: Сидоров В.Г. к.т.н., доц.

Р-17 Разинова С.М. Определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли./ Разинова С.М., Шапкарин И.П., Глаголева О.Н. – М.: ИИЦ МГУДТ, 2003 – 16 стр.

Методическое указание к лабораторной работе «Определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли» содержит теоретическое введение и практическую часть, в которой студенты знакомятся с методом измерения величины магнитной индукции и практически определяют горизонтальную составляющую индукции магнитного поля Земли. Для студентов 1-2 курсов всех специальностей.

УДК 53 (075.8)

© Московский государственный университет

дизайна и технологии, 2003

Лабораторная работа №85

Определение горизонтальной составляющей

индукции магнитного поля Земли

Цель работы:ознакомиться с методом измерения величины магнитной индукции и практически определить горизонтальную составляющую индукции В_згмагнитного поля Земли.

Приборы и принадлежности:тангенс-гальванометр, амперметр, источник постоянного тока, переключатель, реостат.

Введение

Магнитная индукция в

Взаимодействие электрических токов осуществляется посредством магнитных полей, создаваемых этими токами. Обнаружить магнитное поле можно с помощью магнитных стрелок, которые в магнитном поле ориентируются определенным образом. Аналогично ведет себя и контур с электрическим током, помещенный в данную точку магнитного поля, т.к. магнитное поле контура с током подобно полю магнитной стрелки.

Магнитные свойства плоского контура с током i характеризуют величиной магнитного момента :

, (1)

где s - площадь поверхности, ограниченной контуром ,- единичный вектор нормали, направленный перпендикулярно плоскости контура в ту сторону, откуда видно текущий по контуру ток против часовой стрелки (правило буравчика).

Если плоский пробный контур с током поместить в магнитное поле, то в результате взаимодействия их магнитных полей контур повернется, приобретя механический момент (рисунок 1).

Магнитное поле в данной точке характеризуют вектором магнитной индукции . Величину вектора магнитной индукции определяют как отношение максимального механического моментаМ_мах , действующего на пробный контур с током, помещенный в данную точку поля, к величине магнитного момента р_m этого контура:

½В½=½М_мах½/½p_m½ (2)

За направление принимают направление, по которому ориентируется векторпод действием магнитного поля. Таким образом, вращающий момент, действующий на плоский контур с током в однородном магнитном поле, определяется равенством:

, или в скалярном ввиде ^ (3)

Физический смысл можно выяснить на основе закона Ампера.

Согласно закону Ампера сила , действующая на проводник с токомi, помещенный в однородное магнитное поле равна:

d= i [d, ], (4)

где d - отрезок проводника, находящегося в магнитном поле, (направление вектора d совпадает с направлением тока i ).

Если положить dl равным единице и i равным единице тока, то величина В станет численно равна силе dF_A , действующей на элемент единичной длины со стороны однородного магнитного поля. Поэтому вектор магнитной индукции является силовой характеристикой магнитного поля в данной точке, т.к. показывает, с какой силой действует магнитное поле на каждую единицу длины проводника, по которому течет ток единичной силы .

Единицей измерения магнитной индукции является тесла (Тл):

Тл=Н / (А·м)=В·с /м²