Изучение магнитного поля соленоида: Методические указания к выполнению лабораторной работе № 11эм, страница 2

         q = ò  dq =  ò  - dФ/ R = (Ф₁ - Ф₂) / R  , следовательно

                                                  ₀              ^Ф₁

      q = D Ф / R                                                        ( 7 )

        Подставляя это выражение в формулу ( 6 ) , имеем :

                                          D Ф = Аa 

        Заменяя в этом выражении  DФ  согласно соотношению (4), получаем зависимость

                                             2ВN_кS_к  /  Aa 

отсюда   B = (AR / 2N_кS_к ) ^. a = ( C /2 N_кS_к ) ^. a,       ( 8 )

где R - сопротивление цепи гальванометра ;  C -  баллистическая постоянная установки.

        В настоящей установке катушка  баллистического гальванометра и измерительная катушка l₂ при всех измерениях  соединены последовательно и сопротивление цепи гальванометра R остается всегда постоянным. В связи с этим в данной работе вместо A и R удобнее пользоваться баллистической постоянной установки  С, определяемой из (8) с учетом зависимости (2)  как

          C = 2BN_kS_k / a _o = 2m_оI n_оS_кN_к / a_о                     ( 9 )

где n_о - число витков соленоида на единицу длины, м^-1 ;

       l_о - отброс светового зайчика по шкале гальванометра, м, когда измерительная катушка помещена в центральной части соленоида, где магнитное поле однородно.

        Определив баллистическую постоянную установки по зависимости (9), рассчитываем магнитную индукцию по формуле (8) при различных положениях измерительной катушки в соленоиде.

ПОРЯДОК  ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Определение баллистической постоянной установки.            

    1.1. Записать данные установки: n_o, N_k, d_k, определить S_k = pd_k²

   1.2. Установить измерительную катушку в центре соленоида.   

   1.3. Включить тумблер К₂ , реостатом R₁  установить в цепи соленоида силу тока I в пределах 50 - 150 mA.

   1.4. В момент равновесия гальванометра ( при неподвижном зайчике) переключить коммутатор К₁ в противоположное положение , изменяя направление тока в цепи, и зарегистрировать отклонение светового зайчика a_о по шкале гальванометра.

   1.5. Определить С по формуле (9). Опыт повторить три раза при различных значениях I , взять среднее значение С. Результаты опыта занести в таблицу 1.

2.  Исследование магнитного поля соленоида.

     2.1. Установить реостатом R₁  ток в пределах 50 - 150 mA.

     2.2. Поставить измерительную катушку в крайнее левое положение и отметить расстояние  l от конца соленоида.

     2.3. Коммутируя ток переключателем К₁ , произвести отсчет отклонения светового зайчика a по шкале гальванометра. Опыт повторить три раза и взять среднее значение a.  

     2.4. Перемещая измерительную катушку вдоль оси соленоида аналогичные измерения произвести через 2 см у концов соленоида и через 4 см в средней его части.

      2.5. Вычислить индукцию магнитного поля соленоида в каждой точке по формуле (8)  Все результаты занести в таблицу 2.

      2.6. Построить график зависимости В = f(l) .

      2.7. Рассчитать погрешность и указать ее на графике.

            2.8. Сделать вывод.

                                                                                                                                                            Таблица 1

Определение баллистической постоянной установки

I,A	ao,м	С,Вб/м	Сср,Вб/м	DС,Вб/м	DС /Сср.100%

                                                                                                                           Таблица 2

Исследование магнитного поля соленоида

l,м
a1,м
a2,м
a3,м
aср,м
В,Тл
D В,Тл

КОНТРОЛЬНЫЕ  ВОПРОСЫ  ДЛЯ    ДОПУСКА

К РАБОТЕ

      1. Какова цель работы ?

      2. Каков порядок выполнения работы?

      3. Как определяется баллистическая постоянная установки?

      4. Как определяется направление и величина магнитной индукции в соленоиде?

КОНТРОЛЬНЫЕ  ВОПРОСЫ ДЛЯ   ЗАЩИТЫ РАБОТЫ

      1. Как определяется магнитная индукция в соленоиде?

      2. Какие физические величины используются для описания магнитного поля?  Как они связаны друг с другом?

      3. Каков смысл баллистической постоянной гальванометра А?

      4. На каком физическом явлении основано выполнение данной работы?

      5.  Разъясните физическую сущность явления возникновения индукционного  тока в измерительной катушке соленоида.

      6. Что понимать под магнитным потоком?

      7. Каков смысл баллистической постоянной установки  С?                              

СПИСОК  РЕКОМЕНДУЕМОЙ  ЛИТЕРАТУРЫ

         1. Трофимова Т.И. Курс физики. - М.: Высшая школа , 1985.- 432., ил. (с.175-188).

           2.  Зисман Г.А., Тодес О.Д. Курс общей физики. В 2 т. - М.: Наука, 1969.-

ч.2., 352 с. ( с. 211-233, 251-259).          

СОСТАВИТЕЛИ :

                                Дорошенко Надежда Кузьминична

                                     Татьяна Васильевна Ерилова

                                       Иван Николаевич Воронов

ИЗУЧЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ СОЛЕНОИДА

Методические указания к выполнению лабораторных работ

по курсу “Общая физика”

                Утверждены на заседании кафедры физики 15 апреля 1996 года, протокол №  327, и одобрены методической комиссией   

                                 Редактор   О.Ф.Шалимова

_______________________________________________________

Подписано в печать 24.06.96              Формат бумаги 60х84 1/ 16

Усл. печ.л.  0,4   Уч.- изд.л. 0,5   Тираж 100 экз.          Заказ 474

______________________________________________________

 Сибирская государственная горно-металлургическая академия. 654053 , г.Новокузнецк, ул.Кирова, 42.Издательский центр

СибГГМА