БСТ 2 сем. - Лаб.раб. 20

Лабораторная работа №20

Измерение горизонтальной составляющей

магнитного поля Земли.

Преподаватель: к.т.н., доцент кафедры «Физика»

Тимошина Маргарита Игоревна

2023

Цель работы

В работе измеряется горизонтальная составляющая магнитного поля Земли. Именно эта составляющая устанавливает в плоскости магнитного меридиана стрелку компаса с вертикальной осью вращения (рис.1).

Вблизи поверхности Земли вектор индукции (или напряжённости ) магнитного поля Земли можно разложить на две составляющие – одна направлена по нормали к поверхности Земли ( ), другая – параллельно ( ) – это и есть горизонтальная составляющая (см. рис.2).

Обладающая магнитным моментом стрелка компаса, помещенная в магнитное поле, испытывает действие момента силы.

(1)

Если движение стрелки ограничено вращением относительно вертикальной оси, то в проекции на эту ось уравнение (1) даёт

(2)

где – угол между векторами и .

Момент (2) обращается в нуль, когда магнитный момент лежит в плоскости магнитного меридиана. Вывести стрелку из этого положения можно, создав с помощью витка с током магнитное поле , перпендикулярное плоскости магнитного меридиана. Изучая отклонения от положения под действием поля можно измерить .

Доступ к работе

Вопрос 1.

По приведенной схеме рассчитать диапазон изменения тока (I_min, I_max), протекающего по сопротивлению R.

Дано: E = 40В, R* = 800 Ом, R = 400 Ом, r₀ = 1 Ом.

При минимальном значении реостата, ток через резистор R протекать не будет, соответственно .

При максимальном значении реостата

,

Ответ:

Вопрос 2

Рассчитать индукцию магнитного поля в центре тонкой круговой катушки радиусом R = 0,1 м при протекании по ней тока 0,2 А. Число витков N=100.

Дано: R = 0,1 м, I = 0,2 А, N=100

Для расчетов возьмем магнитную постоянную и относительную магнитную проницаемость

Практическая часть

1. Рассчитать по приведенной схеме диапазон изменения тока в рамке.

2. Обработка результатов измерений

n	Угол в градусах,	Тангенс угла,	I, мА	В, мкТл
1	6,00	0,1051	3,50	27,88
2	8,00	0,1405	4,68	27,89
3	12,00	0,2126	7,09	27,92
4	14,00	0,2493	8,31	27,91
5	16,00	0,2867	9,56	27,92