Волков А.Ф., Лумпиева Т.П. |
Физический практикум |
Тангенс-гальванометр расположим так, чтобы плоскость катушки по магнитной стрелке была установлена в плоскости магнитного меридиана. При пропускании тока по виткам катушки тангенс-гальванометра возникает магнитное
поле индукцией B . Вектор B в центре лежит в горизонтальной плоскости перпендикулярно горизонтальной составляющей магнитного поля земли.
Вектор индукции результирующего поля по принципу суперпозиции равен векторной сумме полей. Стрелка компаса установится по диагонали параллелограмма, сторонами которого будут вектор магнитной индукции магнитного
поля круговогоr тока B и горизонтальная составляющая вектора магнитного поля Земли – B0 .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На рис. 2 изображено сечение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
катушки прибора горизонтальной |
|||
C |
B0 |
|
плоскостью и указано |
направление |
||||||||||
|
|
|
|
r |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
векторов индукции B и B0 . |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из рисунка видно, что |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
B1 |
|
|
|
B = B0 tgα, |
(1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||||||||
Рисунок 2 |
|
где α – угол между векторами |
||||||||||||
|
B0 и B1. |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Индукция магнитного поля, создаваемая в точке С витками катушки: |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B =μ |
|
μ |
I N |
, |
(2) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
2 R |
|
|
где μ0 – магнитная постоянная ( μ0 =4π 10−7 Гн/м); μ – относительная магнитная проницаемость, для воздуха μ≈1;
N – число витков катушки; I – сила тока; R – радиус витков.
Приравняем выражения (1) и (2) и получим формулу для расчета горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли:
B |
= |
μ0 I N |
. |
(3) |
|
||||
0 |
|
2 R tgα |
|
|
|
|
|
||
Подготовка к работе
(ответы представить в письменном виде)
1.В чем состоит цель работы?
2.Какие физические величины измеряются непосредственно?
3.По какой формуле Вы будете рассчитывать горизонтальную составляющую индукции магнитного поля Земли? Поясните смысл обозначений.
4.Что называется магнитной индукцией? В каких единицах она измеряется?
5.Что называется линиями магнитной индукции? Как определить их направление?
Выполнение работы
1.Измерить радиус R витков и сосчитать их количество N.
2.Собрать электрическую цепь по схеме, указанной на рис. 3.
2