лабы физика / 48 +Контрольные вопросы

Министерство образования и науки

Республики Казахстан

Карагандинский государственный технический университет

Кафедра Физики

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №48

Тема: «Определение горизонтальной составляющей напряжения магнитного поля земли»

Руководитель Руководитель

Кузнецова Ю. А.

(фамилия, инициалы)

(подпись) (дата)

Студент: АиУ - 08 - 3 .

^{(группа)}

Смагулов Д. Г.

(фамилия, инициалы)

(подпись) (дата)

2008

1. Цель работы: Определение горизонтальной направляющей напряженности магнитного поля Земли.

2. Приборы: Реостат, тангенс-гальванометр, миллиамперметр, источник тока.

R - реостат

G – тангенс-гальванометр

mA – миллиамперметр

ε – источник тока

3. Анализ проведенных опытов: Установить тангенс гальванометр так, чтобы стрелка компаса оказалась в плоскости А-А-катушки (указывала на нуль лимба). Движок реостата установить в положение "min". Подключить установку к сети. Перемещая движок реостата, снять значения силы тока I и соответствующий ей угол отклонения стрелки компаса α. Измерения проделываются для 7 неодинаковых значений силы тока. Результаты заносятся в таблицу. Выключить установку.

4.

№ п/п	IA, mA	α, градус	tg α	H0, А/м	, А/м	|-H0|, А/м	А/м	∆ Н0
1	20	57	1,54	7,79	7,6	0,19	0,02	0,04
2	25	63	1,96	7,65		0,05
3	30	67	2,36	7,62		0,02
4	32	68	2,47	7,77		0,17
5	35	70	2,75	7,63		0,03
6	40	73	3,27	7,34		0,26
7	43	74	3,49	7,39		0,21

где N=120 - число витков катушки;

I - сила тока в катушке;

α - угол отклонения стрелки компаса

R=0,1м – радиус витков катушки

t_p,n - коэффициент Стьюдента

n - число измерений.

1. Переменное магнитное поле всегда связано с порождаемым им электрическим полем, а переменное электрическое поле всегда связано с порождаемым им магнитным, т.е. электрическое и магнитное поля неразрывно связаны друг с другом – они образуют единое электромагнитное поле. Токи, движущиеся заряды и намагниченные тела, создают в окружающем пространстве магнитное поле.

2. Сила, действующая на электрический заряд Q, движущийся в магнитном поле со скоростью υ, называется силой Лоренца и выражается формулой F=Q[υB], где В – индукция магнитного поля, в котором движется заряд. Направление силы Лоренца определяется с помощью правила левой руки.

3. Характеристикой магнитного поля является магнитная индукция, которая численно равна максимальному вращающемуся моменту, действующему на рамку с током, помещенную в данную точку магнитного поля, когда магнитный момент рамки равен единице. В=[Тл] Магнитное поле макротоков описывается вектором напряженности Н. для однородной изотропной среды вектор магнитной индукции связан с вектором напряженности следующим соотношением: B=μ₀μH, где μ₀-магнитная постоянная, μ-безразмерная величина-магнитная проницаемость среды, показывающая, во сколько раз магнитное поле макротоков Н усиливается за счет поля микротоков среды.

4. Закон Био-Савара-Лапласа. Индукция магнитного поля, создаваемого элементом тока в некоторой точке А Магнитное поле прямого тока Магнитное поле в центре кругового проводника с током

5. μ-безразмерная величина-магнитная проницаемость среды, показывающая, во сколько раз магнитное поле макротоков Н усиливается за счет поля микротоков среды.

6. На магнитное поле действуют только движущиеся в этом поле электрические заряды. Характер воздействия магнитного поля на ток различен в зависимости от формы проводника, по которому течет ток, от расположения проводника и от направления тока. Магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирующее действие, поворачивая ее определенным образом (направление нормали определяется правилом правого винта).

7. Магнитное поле прямого проводника с током

8. Магнитное поле в центре кругового проводника с током

9. Токи, оказавшиеся замкнутыми в толще проводника, называются вихревыми (токи Фуко). Подчиняются правилу Ленца. Вихревые токи возникают в проводниках, по которым течет переменный ток.

10. Закон полного тока (циркуляция вектора магнитной индукции) для магнитного поля в вакууме Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции в случае симметрии токов позволяет находить магнитную индукцию без применения закона Био-Савара-Лапласа, что очень облегчает вычисления. На участке соленоида В=0. Магнитная индукция ∞ длинного соленоида (в вакууме):

11. На контур с током в магнитном поле действует вращающий механический момент или M=p_mBsin

12. Потоком вектора магнитной индукции (магнитным потоком) через площадку dS называется скалярная величина, равная dФ_В=ВdS=В_нdS В_н=Bcos Поток вектора магнитной индукции сквозь любую замкнутую поверхность равен нулю: Эта теорема отражает факт отсутствия магнитных зарядов, вследствие чего линии магнитной индукции не имеют ни начала, ни конца и являются замкнутыми.

13. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле равна произведению силы тока на магнитный поток, пересеченный движущимся проводником. dA=IdФ

14. Магнитное поле Земли является векторным и характеризуется положением вектора в пространстве и его напряженностью. Напряженность Рис. 1 современного

магнитного поля составляет

около 0,1 А/м. Магнитное поле,

которое существует на земной поверхности, является суммарным полем, образованным за счет ряда источников:

1) токов, пересекающих поверхность Земли, так называемого "вихревого" поля; 2) внешних, космических источников, не связанных с Землей;

3) магнитного поля, обусловленного причинами внутренней динамики Земли.