Хід виконання роботи

1. Ознайомившись з експериментальною установкою і підключивши вимірювальну котушку до балістичного гальванометра, приступити до виконання роботи. Замкнувши ключSA, підібрати силу струму I соленоїда на випрямлячі. Перше вимірювання проводити для точки поля з координатою х = 0, тобто в центрі соленоїда.

2. Замикаючи і розмикаючи ключ SA, виміряти величину відкиду стрілки балістичного гальванометра і. Для розрахунку використовувати середнє значення

3. Надалі провести вимірювання в точках, що віддалені одна від одної на 1 см. Позначимо координати точок, що розміщені правіше від нуля: +1 см, +2 см і т.д.; для точок, розташованих лівіше центральної нульової точки: –1 см, –2 см і т.д. до x = 15 см.

4. Результати вимірювань і обчислення напруженості магнітного поля, виконані за формулами (6) і (11) , занести в Таблицю 1.

Обробка результатів вимірювань

1. За формулою (11) знайти значення напруженості магнітного поля соленоїда у всіх точках на його осі. Результат записати в одиницях СІ.

2. За формулою (6) обчислити значення напруженості магнітного поля соленоїда на його осі в точках, де проводилося експериментальне визначення напруженості. Значенняівзяти в Додатку 1, поданому на с 54.

3. Побудувати на міліметрівці чи за допомогою комп'ютера залежності івідх.

Таблиця 1

х
+0 +1 +2 ... +15

Індивідуальні завдання

1. Визначити магнітний потік, що пронизує вимірювальну котушку в різних положеннях цієї котушки на осі соленоїда. Розрахунок провести для 7-ми значень х. ;;;

.

2. Визначити індукцію магнітного поля короткого соленоїда в точці х = 0 для різних струмів, що протікають через соленоїд. Силу струму змінювати від 0 до 300 мА через кожні 25 мА. За даними експерименту побудувати графік залежності

.

3. Визначити індуктивність короткого соленоїда, що використовується в даній роботі. Визначити величину енергії магнітного поля в різних точках х на осі соленоїда в даному досліді, використовуючи обчислене значення індуктивності соленоїда, На підставі розрахунків побудувати графік залежності і пояснити його.

;

4. Використовуючи експериментальні дані для напруженості магнітного поля соленоїда Н, побудувати і пояснити графік залежності кількості електрики q, що пройшла через балістичний гальванометр, від Н для декількох значень х.

.

5. За даними досліду розрахувати значення об'ємної густини енергії магнітного поля

.

6. За даними досліду обчислити максимальне значення ЕРС індукції для декількох х і побудувати графік залежності. Графік пояснити.

; .

Контрольні запитання

1. На якому фізичному явищі заснований метод вимірювання напруженості магнітного поля в даній роботі?

2. Сформулюйте закон Фарадея для електромагнітної індукції. Де і за яких умов виникає ЕРС індукції в даній роботі?

4. У чому полягає явище електромагнітної індукції? Опишіть досліди Фарадея.

4. За яких умов в даному досліді відхиляється стрілка гальванометра?

5. Що називається магнітним потоком? Від чого залежить його величина? Який магнітний потік пронизує витки вимірювальної котушки в даному досліді?

6. Покажіть, що основний закон електромагнітної індукції є наслідком закону збереження енергії.

7. Що є доказом вихрового характеру електричного поля, збудженого змінним магнітним полем?

8. Яка причина виникнення в колі вимірювальної котушки індукційного струму? Від чого залежить величина індукційного струму?

9. Як в даній роботі можна визначити кількість електрики, що пройшла в колі вимірювальної котушки?

10. Як залежить напруженість магнітного поля на осі короткого соленоїда від положення точки?

11. Як обчислити напруженість магнітного поля короткого соленоїда?

12. Опишіть метод вимірювання напруженості магнітного поля за допомогою балістичного гальванометра.

13. Поясніть принцип дії балістичного гальванометра.

14. Як відкид стрілки балістичного гальванометра зв'язаний з досліджуваною індукцією магнітного поля?

15. Вивести робочу формулу для визначення .

16. Вивести робочу формулу для визначення .

17. За якою формулою можна розрахувати максимальне значення напруженості магнітного поля на осі короткого соленоїда?

18. Який висновок про розподіл напруженості поля вздовж осі короткого соленоїда можна зробити, аналізуючи експериментальний графік?

19. З якою метою в даній роботі переміщають вимірювальну котушку уздовж осі соленоїда?