Измерение горизонтальной составляющей индукции

Магнитного поля Земли

Выполните измерения в следующем порядке:

1. Установите тангенс-буссоль таким образом, чтобы в отсутствии тока в катушке его плоскость совпадала с направлением магнитной стрелки компаса, установленного в центре катушки. Поверните корпус компаса так, чтобы один из концов стрелки указывал на нулевое деление шкалы компаса.

2. Замкните ключом цепь и установите реостатом такой ток, при котором стрелка компаса отклонится от своего нулевого положения на угол φ=20°. Запишите величину тока I и значение угла φ в табл. 5.1.

3. Измените направление тока в катушке, не меняя его величины, с помощью соответствующего переключателя. Запишите в табл. 5.1. величину угла отклонения магнитной стрелки от нулевого положения φ′.

Таблица 5.1

4. Определите среднее значение угла отклонения стрелки ‹φ›.

5. Повторите п.п. 3, 4, 5 при отклонениях стрелки от нулевого положения на углы 30°, 40°, 50^o.

6. Найдите значения тангенсов углов ‹φ›.

7. Для каждого угла ‹φ› вычислите, пользуясь формулой (5.13), горизонтальную составляющую индукции магнитного поля Земли .

8. Для каждого угла ‹φ› определите относительную и абсолютную погрешности величины .

9. Ответ запишите в форме , где –максимальная абсолютная погрешность.

Проверка закона Био-Савара-Лапласса

В настоящем упражнении для проверки формулы (5.7), выражающей закон Био-Савара-Лапласа, используется экспериментальная формула (5.12), согласно которой

,                                      (5.14)

где  (горизонтальная составляющая индукции магнитного поля Земли) считается известной (ее значение берется из предыдущего упражнения)

Проверку (5.7) осуществите в следующем порядке:

1. Установите катушку с компасом, расположенным в центре на горизонтальной площадке таким образом, чтобы стрелка компаса находилась в плоскости катушки.

2. Замкните ключом цепь и установите движком реостата значение тока, при котором стрелка компаса отклонится на 60°.

3. Перемещая компас вдоль оси катушки, записывайте в табл. 5.2 через каждые 2 см расстояния х от центра компаса до центра катушки и угол φотклонения стрелки от плоскости катушки.

4. Рассчитайте тангенсы полученных углов.

5. Используя найденное в предыдущем упражнении значение B_г и тангенсы угловφ, вычислите по (5.14) экспериментальные значения индукции магнитного поля кругового тока B_эксп.

6. По формуле (5.7) рассчитайте теоретические значения B_теор для значений х, взятых из таблицы 5.2.

Таблица 5.2

№		φ	tg φ	, 10-6 Тл	, 10-6 Тл
	0	60°

7.Постройте графики зависимости B_эксп и B_теор от x. По степени расхождения построенных графиков оцените точность проведенного эксперимента.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение и укажите способы измерения магнитной индукции. В каких единицах измеряется магнитная индукция в СИ?

2. Объясните принцип определения В_гс помощью тангенс-буссоли.

3. Дайте определение магнитного момента и вращающего момента сил. Каковы их связь и единицы измерения в СИ.

4. Изложите Закон Био-Савара-Лапласа. Как он применяется в настоящей работе? Изложите вывод формулы (5.3).