|
|
7 |
|
|
или с учетом формулы (1) |
μ0IN |
|
|
|
|
B = |
, |
(3) |
|
|
2R tgα |
|||
где μ0 |
н |
|
|
|
– магнитная постоянная; |
|
|
|
|
I |
– ток в катушке; |
|
|
|
N = 20 – число витков катушки; |
|
|
|
|
R = 25 см – радиус катушки; |
|
|
|
|
α– угол,
что и является расчетной формулой для горизонтальной составляющей Bн. Формулу (3) можно записать иначе Так как μ0 , N , R есть постоянные вели-
чины, то можно ввести const:
c = |
μ0 N |
. |
(4) |
|
|||
|
2R |
|
|
Рассчитав const по формуле (4), Bн можно считать по формуле
Bн = tgcIα .
4. Выполнение работы
Ознакомившись с теорией работы, вы приступаете к ее практическому выполнению. Не забывайте, что вы будете иметь дело с электрическим током. Это требует строгого соблюдения правил техники безопасности.
Порядок выполнения работы
1. Соберите электрическую цепь согласно рис. 4.
2. Установите катушку тангнес- ТГ 
гальванометра в плоскости магнитного мери- 
диана.
3. Замкните ключ К и установите с помощью реостата R такую силу тока в цепи, чтобы магнитная стрелка отклонялась на угол α (в пределах 30-60°).
|
П |
- |
+ |
|||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А
R
Рис. 4
К
4.Произведите отсчет силы тока I и угла отклонения α стрелки. Результаты занесите в таблицу.
5.С помощью переключателя П измените направление тока в цепи, поддерживая силу тока неизменной. Снова произведите отсчет угла отклонения α . Это необходимо для повышения точности измерений.
6.Изменяя силу тока в цепи, повторите действия, указанные в пп.4, 5 не-
сколько раз, соблюдая требование п.3.
8
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
|
№ |
Сила |
Отсчет углов |
α , |
Bнi , |
Bн , |
Bн − Bнi |
( Bн − Bнi)2 |
|
|
п/п |
тока |
прямой |
обрат- |
град |
Тл |
Тл |
Тл |
|
|
|
I, А |
ток |
ныйток |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.Обработка результатов измерений
1.Найдите для каждого значения силы тока среднее значение угла поворота стрелки.
2.Рассчитайте значение с по формуле (4). Для нашей установки R = 0,25 м и
N = 20.
3.Рассчитайте значения B0 для каждого опыта.
4.Найдите среднее значение Bн.
5.Найдите абсолютную погрешность Bн, принимая Bн за результат прямого измерения:
B = t |
α n |
∑( Bн − Bнii )2 . |
н |
n(n −1) |
|
|
|
6.Оцените относительную погрешность определения Bн.
7.Запишите результат.
Контрольные вопросы
1.Что вы можете рассказать о магнитном поле Земли?
2.Какие сведения о Земле и ее магнитном поле вы получили, ознакомившись с данными методическими указаниями? Являются ли они для вас новыми?
3.Что понимают под индукцией магнитного поля? Каковы единицы ее измерения? Что называют силовой линией?
4.Запишите и объясните закон Био-Савара-Лапласа в векторной и скалярной формах. Проиллюстрируйте рисунком. Что называется элементом тока?
5.Как определяется направление Bн?
6.Выведите формулу (1).
7.Сформулируйте принцип суперпозиции. Как он используется в данной
работе?
8.С какой целью меняют направление тока в цепи?
9.Как получить формулу (4)?
9
Библиографический список рекомендуемой литературы
1.Почтарев В.И. Земля – большой магнит. - Л.: Гидрометеоиздат, 1974.
2.Ботт М. Внутреннее строение Земли. - М.: Мир, 1974.
3.Стейси Ф. Физика Земли. - М.: Мир, 1972.
4.Такеучи Х. и др. Движутся ли материки? - М.: Мир, 1970.
5.Почтарев В.И., Миклин Б.З. Тайна намагниченной Земли. - М.: Наука,
1986.
6.Савельев И.В. Курс общей физики. Т. 2. - М.: Наука, 1978.
7.Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. - М.: Высш. шк., 1989.
8.Яновский Б.М. Земной магнетизм. Т. 1. - М.: Наука, 1970.