- •Государственное образовательное учреждение
- •Введение
- •Лабораторная работа 1 Измерение электрического напряжения
- •Измерение электрических величин с помощью электронного осциллографа
- •Краткая теория
- •Описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 измерение емкости конденсаторов методом баллистического гальванометра
- •Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Лабораторная работа 4 Исследование электростатического поля
- •Лабораторная работа 5 Исследование неразветвленной электрической цепи
- •Лабораторная работа 6 Измерение электродвижущей силы источника тока методом компенсации
- •Лабораторная работа 7 Изучение трехэлектродной лампы
- •Лабораторная работа 8 Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли
- •Лабораторная работа 9 Определение удельного заряда электрона методом магнетрона
Лабораторная работа 8 Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли
Цель: |
|
определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли. |
|
Оборудование: тангенс-буссоль, источник постоянного тока, миллиамперметр, потенциометр, переключатель. |
Земля представляет собой естественный магнит, полюса которого располагаются недалеко от географических полюсов.
Если в некоторой точке Земли свободно подвесить магнитную стрелку, она установится по касательной к линии напряженности магнитного поля Земли (вдоль направления вектора напряженности магнитного поля). Таким образом, в любой точке Земли можно выделить горизонтальную и вертикальную составляющие магнитного поля Земли.
Если стрелка может свободно вращаться только в горизонтальной плоскости, то она будет устанавливаться в плоскости магнитного меридиана под действием только горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.
|
|
Напряженность магнитного поля в центре катушки с током зависит от количества витков, радиуса витков, силы тока. Вектор напряженности магнитного поля в центре катушки перпендикулярен ее плоскости. При сложении магнитного поля Земли и магнитного поля катушки магнитная стрелка тангенс-буссоли установится по направлению результирующей напряженности этих полей.
Измеряя угол отклонения стрелки от плоскости магнитного меридиана Земли при пропускании электрического тока через тангенс-буссоль, можно рассчитать горизонтальную составляющую напряженности магнитного поля Земли.
На практике чаще используется другая характеристика магнитного поля — индукция . Напряженности и индукция магнитного поля связаны между собой соотношением:
,
где — магнитная проницаемость вещества; 0 = 410–7 Гн/м —магнитная постоянная.
Порядок выполнения работы
|
|
Установить тангенс-буссоль в плоскости магнитного меридиана Земли.
Замкнуть ключ К. при помощи потенциометра R установить заданный преподавателем ток I.
Измерить угол поворота магнитной стрелки 1.
Изменить направление тока в тангенс-буссоли. Измерить угол поворота магнитной стрелки 2.
Выполнить п. п. 2 — 4 для других значений силы тока. Занести данные в таблицу.
I, А |
1 |
2 |
ср |
Н, А/м |
Нср, А/м |
Н, А/м |
Нср, А/м |
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
|
Рассчитать горизонтальную составляющую магнитного поля Земли:
где n — количество витков в катушке; I — сила тока в катушке; r — радиус катушки.
Найти среднее значение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли:
Нср = (Н1 + Н2 + Н3)/3 =
Найти абсолютную погрешность каждого измерения:
Н1 = Н1 – Нср=
Н2 = Н2 – Нср=
Н3 = Н3 – Нср=
Найти среднее значение абсолютной погрешности:
Нср = (Н1 + Н2 + Н3)/3 =
10. Рассчитать относительную погрешность:
Н = Нср / Нср =
11. Результат представить в виде: Н = Нср Нср; Н = …%.
Н = ; Н = .
Контрольные вопросы
Что такое горизонтальная и вертикальная составляющие магнитного поля Земли?
От каких параметров зависит магнитное поле катушки с током?
Как определялась горизонтальная составляющая напряженности магнитного поля Земли в данной работе?
Как связаны между собой напряженность и индукции магнитного поля?