Хід роботи

Завдання 1. Дослідження залежності магнітної індукції в центрі соленоїда від струму соленоїда.

1

Рис.6

. Скласти схему, показану на рис.6 (при потребі).

2. Розмістити шток з ДХ в трубі соленоїда в положенні “0” по шкалі (центр соленоїда).

3. Ввімкнути в мережу ~220В БЖ і ЦВ, поставивши перемикач К в положення .

4. Виміряти напругу при різних значеннях струму соленоїда , з кроком А. Дані занести в таблицю 1.

5. За формулою (12) розрахувати , а за (11) – при всіх значеннях струму .

6. Побудувати графік залежності . Зробити висновок.

Завдання 2. Дослідження осьової неоднорідності магнітного поля соленоїда.

1. Встановити задане викладачем значення .

2. Переміщуючи шток з ДХ вздовж осі соленоїда з кроком , виміряти , розрахувати і В. Дані занести в табл.2.

3. Побудувати графік залежності . Зробити висновок.

4. Для центру соленоїда розрахувати В за формулами (5) та (6). Результати порівняти з експериментом; зробити висновки.

У звіт включити: мету роботи, блок-схему установки, формули (5), (6), (11), (12), табл.1, 2 з відповідними графіками, розрахунками та висновками.

Таблиці вимірювань

Таблиця 1

№ виміру	, А	, В	, В	В, Тл
1
2
3
4
5
6

Таблиця 2

	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	95

Контрольні запитання

1. Записати і пояснити закон Біо-Савара-Лапласа.

2. Вивести формулу для індукції магнітного поля на осі або в центрі колового струму.

3. Вивести формулу для індукції магнітного поля в центрі дуже довгого соленоїда, користуючись теоремою про циркуляцію вектора індукції магнітного поля.

4. Пояснити, в чому полягає ефект Холла.

Лабораторна робота № 4.5 Визначення горизонтальної складової напруженості магнітного поля Землі

Мета роботи: виміряти горизонтальну складову напруженості магнітного поля Землі.

Теоретичні відомості

(

Рис.1

теорію до даної роботи див. також у конспекті лекцій, §§ 4.1, 4.2)

Тангенс-гальванометр – прилад для вимірювання горизонтальної складової напруженості магнітного поля Землі, складається з вертикально встановленої колової рамки, на яку намотано кілька витків ізольованого дроту. В центрі рамки знаходиться маленька магнітна стрілка, що може вільно обертатися в горизонтальній площині (рис.1)

Я

Рис.2

кщо по рамці проходить електричний струм, то напруженість створеного ним магнітного поля можна розрахувати за законом Біо-Савара-Лапласа. В центрі кола вона визначається за формулою

, (1)

де І – сила струму в рамці, N – кількість витків, R – радіус кола. Напрямок визначається за правилом свердлика і співпадає з нормаллю до площини рамки. Крім того, навколо Землі існує магнітне поле, напрямок напруженості якого співпадає з напрямком магнітного меридіана. При проходженні струму через котушку напруженість результуючого магнітного поля, згідно з принципом суперпозиції, дорівнює векторній сумі напруженостей поля Землі і поля колового струму. Якщо площина колового струму збігається з площиною магнітного меридіана, то горизонтальна складова напруженості магнітного поля Землі лежить у площині колового струму, а напруженість магнітного поля струму перпендикулярна до цієї площини, отже і до . За принципом суперпозиції результуюча напруженість може бути знайдена геометрично за правилом паралелограма (рис.2). Магнітна стрілка, котра у відсутності струму орієнтувалася вздовж , при проходженні струму через рамку повертається на деякий кут і встановлюється вздовж напрямку результуючого поля . Як видно з рис.2

. (2)

Підставивши (1) в (2), одержимо

. (3)