Задание 2. Определение составляющих магнитного поля Землис помощью явления электромагнитной индукции.

1.Установите компас на отметку на основании между стойками индуктора. Вращая компас добейтесь совмещения красного конца стрелки с буквой N, а белого с буквой S.

2.Передвигая основание индуктора, добейтесь совпадения оси вращения катушки с плоскостью магнитного меридиана. Направление W-E должно совпадать с линией, проведенной между стойками.

3.Для установки рамки в вертикальное или горизонтальное положение надо открутить гайку 7и сместить рамку по горизонтали до освобождения фиксатора (выемка на оси), расположенного со стороны гайки 7. Установить рамку в нужное положение, закрепить гайку 7.

Для определения вертикальной составляющей магнитного поля B_B установите рамку в горизонтальное положение.

1.Включите устройство измерительное на задней панели «Сеть» нажмите кнопку «Сброс» (в это время катушка должна быть неподвижна).

2.Плавно вращая катушку ручкой 6 дождитесь постоянных показаний индикатора и запишите значение потока ЭДС индукции <E_iΔt>.

Измерения повторите 3 раза.

Определите среднее значение<E_iΔt>.

3.Установку отключить.

Для определения горизонтальной составляющей установите рамку в вертикальное положение.

1.Включить устройство измерительное «Сеть». Нажмите кнопку «Сброс» (в это время рамка должна быть неподвижна!).

2.Плавно вращая катушку ручкой 6 дождитесь постоянных показаний индикатора и запишите значение потока ЭДС индукции<E_iΔt>

Измерения повторите 3 раза.

Определите среднее значение<E_iΔt>.

3.Установку отключить.

Обработка результатов измерений.

1.Рассчитать значения горизонтальнойВ_г и вертикальной B_в составляющих магнитного поля Земли по формуле:

,

где S – площадь катушки;

,

где D=300 мм.

2.Сделайте вывод по результатам измерения двумя методами.

Контрольные вопросы.

1.Чтотакое магнитное поле. Каковы его источники. Характеристики магнитного поля.

2. Закон Био-Савара-Лапласа.

3. Поле в центре кругового контура с током (вывод).

4. Явление электромагнитной индукции.

5.Элементы земного магнетизма.

6.Метод тангенс-буссоли для измерения магнитного поля Земли.

7.Метод, использующий электромагнитную индукцию для измерения магнитного поля Земли.

Задача №1

По двум бесконечно длинным прямым парал­лельным проводам, находящимся на расстоянии 10см друг от друга в вакууме, текут токи и одинакового направления. Определите магнитную индук­циюВ поля,создаваемого токами в точках, лежащих на прямой, соединяющих оба провода, если: 1) точка А ле­жит на расстоянии левее левого провода; 2) точ­ка В лежит на расстоянии правее правого прово­да; 3) точка С лежит на расстоянии правее левого провода.

Задача №2

По двум бесконечно длинным прямым парал­лельным проводникам, расстояние между которыми , текут токи и в одном направ­лении. Определите магнитную индукциюВв точке А, удаленной от первого проводника на и от второго - на .

Задача №3

По двум бесконечно длинным прямым парал­лельным проводникам, расстояние между которыми , текут токи и в противопо­ложных направлениях. Определите магнитную индук­циюВв точке, удаленной на от первого и от второго проводника.

Задача №4

Прямоугольная рамка со сторонами и расположена в одной плоскости с бесконеч­ным прямолинейным проводом с током так, что длинные стороны рамки параллельны проводу. Сила то­ка в рамке . Определите силы: действующие на каждую из сторон рамки, если ближайшая к проводу сторона рамки находится на расстоянии , а ток в ней сонаправлен току I.

Задача №5

По трем параллельным прямым проводам, находящимся на одинаковом расстоянии друг от друга, текут одинаковые токи . В двух проводах направления токов совпадают. Вычислить силу F, действующую на отрезок длиной каждого провода.

Задача №6

По двум одинаковым квадратным плоским контурам со стороной текут токи в каждом. Определить силу F взаимодействия контуров, если расстояние d между соответствен­ными сторонами контуров равно 2мм.

Задача №7

В магнитном поле, индукция которого , помещена квадратная рамка из медной проволоки. Площадь поперечного сечения проволоки , пло­щадь рамки . Нормаль к плоскости рамки параллельна магнитному полю. Какое количество электричества q пройдет по контуру рамки при исчезновении магнит­ногополя?

Задача №8

В магнитном поле, индукция которого , помещена катушка, состоящая из витков проволоки. Сопротивление катушки ; площадь поперечного сечения . Катушка помещена так, что ее ось составляет угол с направлением магнитного поля. Какое количество электричества q пройдет по катушке при исчезновении магнитного поля?

Задача №9

Круговой контур радиусом помещен в однородное магнитное поле, индукция которого . Плоскость контура перпендикулярна к направлению магнитного поля. Сопротивление контура . Какое количество электричества q пройдет через катушку при повороте ее на угол ?

Задача №10

Катушка гальванометра, состоящая из витков тонкой проволоки, намотанной на прямоугольный каркас длиной и шириной , подвешена на нити в магнитном поле с индукцией . По катушке течет ток . Найти вращающий момент М, действующий на катушку гальванометра, если плоскость катушки: 1) параллельна направлению магнитного поля; 2) составляет угол с направлением магнитного поля.

Задача №11

Для измерения индукции магнитного поля меж­ду полюсами электромагнита помещена катушка, состоя­щая из витков проволоки и соединенная с баллисти­ческим гальванометром. Ось катушки параллельна направлению магнитного поля. Площадь поперечного сече­ния катушки . Сопротивление гальванометра ; его баллистическая постоянная . При быстром выдергивании катушки из магнитного поля гальванометр дает отброс, равный 50 делениям шкалы. Найти индукциюВмагнитного поля. Сопротивлением ка­тушки по сравнению с сопротивлением баллистического гальванометра пренебречь.

Задача №12

На соленоид длиной и площадью по­перечного сечения надета катушка, состоящая из витков. Катушка соединена с баллистическим галь­ванометром, сопротивление которого . По обмотке соленоида, состоящей из витков, идет ток . Найти баллистическую постояннуюС гальванометра, если известно, что при выключении тока в соленоиде гальванометр дает отброс, равный 30 делениям шкалы (­Баллистической постоянной гальванометра называется вели­чина, численно равная количеству электричества, которое вызывает отброс по шкале на одно деление). Сопротивлением катушки по сравнению с сопротивлением баллистического гальванометра пренебречь.

Задача №13

На расстоянии от длинного прямолинейного вертикального провода на нити длиной и диаметром висит короткая магнитная стрелка, маг­нитный момент которой . Стрелка находится в плоскости, проходящей через провод и нить. На какой угол φповернется стрелка, если по проводу пустить ток ? Модуль, сдвига материала нити . Система экранирована от магнитного поля Земли.

Задача №14

Алюминиевый провод площадью поперечного сечения подвешен в горизонтальной плоскости перпендикулярно к магнитному меридиану, и по нему течет ток (с запада на восток) . Какую долю от силы тяжести, действующей на провод, составляет сила, действующая на него со стороны земного магнитного поля? На сколько уменьшится сила тяжести, действующая на ­единицу длины провода, вследствие этой силы? Горизон­тальная составляющая напряженности земного магнитного поля .

Задача №15

Конденсатор емкостью периодически заряжается от батареи с ЭДСи разряжается через катушку в форме кольца диаметром , причем плоскость кольца совпадает с плоскостью магнитного меридиана. Катушка имеет витка. Помещенная в центре катушки горизонтальная магнитная стрелка отклоняется на угол . Переключение конденсатора происходит с частотой . Найти из данных это­го опыта горизонтальную составляющую Н_г напряжен­ности магнитного поля Земли.

12