Исследование магнитного поля Земли. Цель работы: определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли



Скачать 65.59 Kb.
Дата03.12.2012
Размер65.59 Kb.
ТипИсследование
Лабораторная работ № 42
Исследование магнитного поля Земли.
Цель работы: определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли
Методика эксперимента
В первом приближении магнитное поле Земли подобно полю однородно намагниченного шара. Линию на земной поверхности, являющейся проекцией силовой линии земного магнитного поля и проходящей через данную точку, называют магнитным меридианом. Если свободную магнитную стрелку поместить на вертикальную ось, то она устанавливается вдоль магнитного меридиана. Вертикальную плоскость, проходящую через магнитный меридиан и центр Земли, называют плоскостью магнитного меридиана. Проекция вектора магнитной индукции в любой точке Земли не плоскость горизонта представляет горизонтальную составляющую В, магнитной индукции магнитного поля. Эта проекция, как и вектор магнитной индукции, лежит в плоскости магнитного меридиана.

В данной работе для измерения горизонтальной составляющей магнитной индукции магнитного поля Земли используется тангенс-гальванометр. Тангенс-гальванометром называют катушку с магнитной стрелкой, помещенной в ее центр. Катушка состоит из N витков и ее диаметр значительно больше длины. Если в катушке течет ток I, то в ее центре возникает магнитное поле, индукция которого равна



(1)

где Гн/м - магнитная составляющая;

- радиус катушки,




Рис. 1
Вектор перпендикулярен плоскости катушки. Если расположить плоскость катушки тангенс-гальванометра в плоскости магнитного меридиана, го магнитная стрелка устанавливается а направлении результирующего поля (рис. 1).

По принципу суперпозиции это поле равно векторной сумме слагаемых полей: горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли и магнитной индукции - катушки

Из рис.
1



(2)

Из уравнений (1) - (2) получим



(3)


Описание установки



Рис. 2
Схема экспериментальной установки изображена на рис. 2 . Тангенс-гальванометр подключен через реостат к источнику постоянного напряжения. Направление сипы тока черев тангенс-гальванометр изменяют переключателем П.

Параметры установки: м;

Порядок выполнения работы
1. Установите плоскость катушки тангенс-гальванометра в плоскости магнитного меридиана Земли.

2. Включите переключатель П. Реостатом установите ток (0,01  0,08) А и, когда магнитная стрелка придет в равновесие, отсчитайте угол .

3. Измените направление тока переключателем П и снова измерьте величину угла (перед измерениями переключатель П устанавливайте в среднее положение).
Задание 1. Определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли методом косвенных измерений
1. Проведите 5  7 измерений угла при одном и том же токе в катушке тангенс-гальванометра. Результаты измерений занесите в табл. 1 и выполните вычисления, указанные в ней. Сила тока

Таблица 1

n

1

2

3

4

5

6

7





















































































































вычислить среднее значение и

2. По формуле (3) рассчитайте горизонтальную составляющую магнитной индукции поля Земли .

3. Вычислите погрешность определения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли , где .

4. По табл. 6 Введения определите коэффициент Стюарта для уровня надежности и степени свободы

5. Результат представьте в виде .
Задание 2. Определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли методом совместных измерений
1. Уравнение (3) представим в виде уравнения прямой линии :



(4)

где



(5)

2. Проведите измерения угла при 5  7 различных значениях силы тока в интервале 0,01  0,08 А и заполните табл. 2
Таблица 2

n

1

2

3

4

5

6

7





















































































































3. Постройте график зависимости от . Покажите этот график преподавателю. Обработку экспериментальных данных проведите по указанию преподавателя.
Обработка экспериментальных данных
А. Графический метод

1. Определите угловой коэффициент на графике зависимости от .

2. По найденному значению из (5) определит его горизонтальную составляющую магнитной индукции
Б. Аналитический метод
1. Рассчитайте и

2. По найденному значению из (5) определите горизонтальную составляющую магнитной индукции поля Земли и рассчитайте погрешность её измерения .

3. Окончательный результат представьте в виде .
Контрольные вопросы
1. Характеристики магнитного поля и их единицы измерения в системе СИ.

2. Закон Био-Савара-Лапласа. Поле прямого и кругового тока.

3. Теорема о циркуляции . Поле соленоида и тороида.

4. Объясните методику определения горизонтальной составляющей магнитной индукции магнитного поля Земли.




Похожие:

Исследование магнитного поля Земли. Цель работы: определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли iconЛабораторная работа №2 определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля земли
Ознакомление с одним из основных методов определения напряженности магнитного поля Земли
Исследование магнитного поля Земли. Цель работы: определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли iconМетодическое пособие к лабораторной работе. Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля земли
Принадлежности: тангенс-гальванометр, амперметр постоянного тока, реостат, источник постоянного тока на 12 вольт
Исследование магнитного поля Земли. Цель работы: определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли iconПланы ответов к билетам выпускного экзамена по Физике Магнетизм
Тесла. Линии индукции магнитного поля, их особенности. Графическое изображение поля прямого и кругового тока. Поле соленоида. Действие...
Исследование магнитного поля Земли. Цель работы: определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли iconОтчет По лабораторной работе №11. 2 «исследование гистерезиса ферромагнетиков»
Цель работы: изучение мною магнитного поля в веществе на примере исследования динамической петли магнитного гистерезиса ферромагнетика;...
Исследование магнитного поля Земли. Цель работы: определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли iconЛабораторная работа №9 Исследование магнитного поля в катушках Гельмгольца
Целью лабораторной работы является экспериментальное изучение магнитного поля пространстве, ограниченного катушками Гельмгольца
Исследование магнитного поля Земли. Цель работы: определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли iconЗакон Био-Савар-Лапласа. Основные закономерности
Силовыми характеристиками магнитного поля служат напряженность магнитного поля и индукция магнитного поля или магнитная индукция....
Исследование магнитного поля Земли. Цель работы: определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли iconЛабораторная работа №3 Исследование магнитного поверхностного эффекта в цилиндрах
Цель работы – экспериментальное изучение распределения напряженности магнитного поля по сечению различных проводящих цилиндров и...
Исследование магнитного поля Земли. Цель работы: определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли iconАбсолютная магнитная проницаемость, Гн/м
Интенсивность магнитного поля характеризуется также вектором магнитной индукции, измеряемой в теслах (Тл). Напряженность магнитного...
Исследование магнитного поля Земли. Цель работы: определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли iconПриложение 3 Дифференцированный тест Действие магнитного поля на проводник с током Начальный уровень
По какой из приведенных ниже формул можно вычислить модуль индукции магнитного поля в по силе, действующей на проводник с током....
Исследование магнитного поля Земли. Цель работы: определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли iconЛабораторная работа №1 изучение магнитного поля плоской катушки
Ознакомление с одним из методов получения магнитного поля в пространстве при помощи плоской катушки с током. Изучение явления взаимной...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org