Исследование напряженности магнитного поля на оси кругового тока: Лабораторный практикум по курсу «Общая физика», страница 2

При наличии тока в катушке стрелка ориентируется по результирующему полю (рис.4).

(9)

Рис.4. Равновесная ориентация магнитной стрелки

в результирующем поле

В равновесном состоянии

(10)

где Н₀ - горизонтальная составляющая напряженности магнитного поля земли ( Н₀=15, 9 А / м); N - число витков катушки; a - угол отклонения стрелки от магнитного меридиана; Н - напряженность поля на оси одного витка (кругового тока).

Соотношение (10) будем использовать для косвенного измерения Н. На рис.5 приведена принципиальная схема необходимой установки.

Рис.5. Принципиальная схема установки:

1 - виток кругового тока; 2 - магнитная стрелка; 3- переключатель;

4 - амперметр; 5 - выпрямитель; 6 - потенциометр.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Работа проводится в следующем порядке:

1. Проверка зависимости Н от I .

1.1. Поместить магнитную стрелку в центр катушки (тока нет).

1.2. Установить прибор так, чтобы плоскость катушки совпала с плоскостью магнитного меридиана.

1.3. Собрать (проверить) схему по рис.5.

1.4. Включить в сеть выпрямитель при выключенном переключателе.

1.5. Ввести полностью в цепь сопротивление и включить переключатель.

1.6. Выводя реостат, выяснить диапазон изменения тока. Разбить полученный диапазон так, чтобы получить не менее 5 точек на графике Н от I .

1.7. Измерить a при различных токах, задавшись значением r₀. Измерения провести при различных направлениях тока. Результаты занести в таблицу 1.

1.8. Рассчитать доверительные интервалы DI_a и DН_a.

1.9. Построить зависимость Н от I. По графику найти tgb и сравнить с .

1.10. Сделать вывод.

2. Проверка зависимости .

2.1. Измерить a при различных (не менее 5) r₀, задавшись значением I. Измерения провести при различных направлениях тока. Результаты занести в таблицу 2.

2.2. Рассчитать