Выполнение работы

Упражнение 1. Исследование распределения магнитного поля вдоль оси соленоида.

Переключатель П1 установите в положение "U_T", а переключатель П2 в положение "~". Переведите вольтметр в режим измерения синусоидального напряжения. Установите частоту генератора в пределах  = 1 кГц. Регулируя выходное напряжение генератора и контролируя напряжение , установите значение амплитуды тока через соленоид, для которого выполнялось расчетное задание– вольтметр должен показывать напряжение .

Поместите катушку-зонд в центр соленоида. Переключатель П1 установите в положение "U_эфф", измерьте напряжение на катушке и при помощи формулы (5) определите индукцию магнитного поля в центре соленоида. Сравните полученное значение с рассчитанным теоретически по формуле (4).

Перемещая катушку вдоль оси соленоида, снимите зависимость , постройте график этой зависимости на том же листе миллиметровки, на котором построен график, рассчитанный по формуле (3) при выполнении расчетного задания.

Упражнение 2. Измерение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.

Переключатели П1 и П2 установите в положения "U_T" и "–" , вольтметр переведите в режим измерения постоянного напряжения. На некотором расстоянии x (3…10 см) от торца соленоида разместите компас (рис. 3). Подберите такую ориентацию соленоида, чтобы при выключенном токе стрелка компаса была направлена перпендикулярно к оси соленоида. Плавно увеличивая ток через соленоид, добейтесь поворота стрелки компаса на 45, зафиксируйте соответствующее значение тока . При этом токе величина индукции магнитного поля соленоидав месте расположения компаса будет равна величине горизонтальной составляющей магнитного поля Земли. Учитывая, что магнитное поле соленоида в любой точке пространства пропорционально току, можно записать

_,

где иопределены в упражнении 1. Повторите измерения и расчетыеще для двух-трех положений компаса.

Подготовка к работе

1. Физические величины, явления, законы, знание которых необходимо для успешного выполнения работы:

• вектор магнитной индукции, закон Био и Савара

• магнитный поток, закон электромагнитной индукции

2. Приведите в рабочей тетради подробный вывод формул (1) - (5).

3. Изучите экспериментальную часть работы. Приведите в рабочей тетради электрическую схему измерений.

Расчетное задание.

По формуле (3) рассчитайте зависимость индукции магнитного поля на оси соленоида от координаты x. Постройте график зависимости для. При вычислениях примите длину соленоида равной182 мм, радиус соленоида27 мм. Число витков соленоидаи значение силы токавозьмите из таблиц.

	Бригады 1 - 6	Бригады 7 - 12
Комната "А" (ближняя)	2745	2855
Комната "В" (дальняя)	2845	2680

Номер бригады	1 и 12	2 и 11	3 и 10	4 и 9	5 и 8	6 и 7
, мА	120	110	100	90	80	70

Рекомендуемая литература

1. Иродов И.Е. Электромагнетизм. Основные законы. Москва - Санкт-Петербург.: ФИЗМАТЛИТ, 2001, §§ 6.1-6.4, 9.1-9.2

2. Савельев И.В. Курс общей физики. Электричество и магнетизм. Москва.: Астрель. АСТ, 2001, §§ 6.1-6.3, 6.11-6.12, 8.1-8.2