Порядок выполнения работы и обработки результатов измерений

Приборы и принадлежности: Соленоид, измерительная катушка, баллисти­ческий гальванометр, источник тока, реостат, амперметр, измерительная линейка.

Расчетная формула (6.1)

где R - полное сопротивление цепи,

N - число витков измерительной катушки,

S - площадь одного витка,

С - постоянная гальванометра по количеству электричества,

- отклонения “зайчика” по шкале.

6.1. После визуального ознакомления с установкой с разрешения преподавателя или лаборанта приступить к измерениям.

6.2. Установить измерительную катушку в определенной точке на оси со­леноида.

6.3. Разомкнуть ключ К₂ (рис.6), замкнуть ключ К₁, При замкнутом клю­че К₃ установить заданный ток (0,2 А) в цепи соленоида при помощи рео­стата R.

6.4. Разомкнуть ключи К₃ и К₁ , а ключ К₂ замкнуть. Определить - начальное положение “зайчика”.

6.5. Быстро замкнуть ключ К₃, заметить при этом максимальное отклоне­ние “зайчика” на шкале . Определить = записать подученный ре­зультат в таблицу.

6.6. Измерения произвести при положении измерительной катушки L₁ в солено­иде на различных расстояниях от левого торца соленоида (не менее десяти точек в интервале от левого до правого конца соленоида).

6.7. Повторить опыты при значениях тока в цепи соленоида 0,10 А; 0.05А.

6.8. Вычислить значения магнитной индукции на оси соленоида в точках, где производились измерения по формуле (6.1).

6.9. Построить на одном рисунке (на одних координатных осях) графики зависимости величины индукции магнитного поля на оси со­леноида от координат точек по опытным данным (для каждого тока).

6.10. Построить график зависимости магнитной индукции в центре соленоида от величины тока, протекающего по обмотке.

Таблица Результаты измерений и вычислений

№	Расстоя­ние от конца соленоида	I = 0,2 A	I = 0,1 A	I = 0,05 A
, м	В, Тл	, м	В, Тл	, м	В, Тл
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.

УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТА

Отчет по работе должен содержать:

7.1. Фамилию и инициалы студента, индекс группы.

7.2. Номер и название работы.

7.3. Расчетную формулу с пояснением величин, входящих в неё.

7.4. Электрическую схему установки.

7.5. Таблицу результатов измерений и вычислений.

7.6. Графические зависимости индукции магнитного поля на оси соленои­да от координаты точек на оси соленоида и в центре соленои­да от величины тока.

7.7. Выводы по проделанным измерениям и результатам.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

8.1. От каких величин зависит возникающая в замкнутом контуре э.д.с. электромагнитной индукции ?

8.2. Для измерения какой физической величины предназначен баллистической гальванометр?

8.3. Какие физические процессы происходят в измерительной катушке при коммутации тока в соленоиде?

8.4. Охарактеризуйте магнитное поле соленоида и нарисуйте картину силовых линий магнитного поля.

8.5. Дайте определение вектора индукции магнитного поля, линии индук­ции.

8.6. За­пишите формулу для определения индукции магнитного поля на оси соленоида конечной длины. Получите из неё выражение для определения индукции поля, созданного бесконечно длинным соленоидом.

8.7. Выведите расчетную формулу.

8.8. Объясните явление электромагнитной индукции.

8.9. Сформулируйте закон Фарадея и правило Ленца.

1. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ С ЭЛЕМЕНТАМИ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

9.1. Пользуясь теоремой о циркуляции магнитного поля, вывести формулу магнитной индукции для длинного соленоида.

9.2. Если пропустить через проволочную спираль ток, то витки ее притягиваются друг к другу и спираль стягивается по оси. Объясните это яв­ление.

9.3. Как нужно изменить силу тока в обмотке соленоида, чтобы при уда­лении ферромагнитного сердечника индукция магнитного поля осталась прежней?

9.4. При включении магнитного поля, перпендикулярного к плоскости вит­ка радиуса R , по витку прошел заряд Q . Какой заряд протечет по витку, если его (при неизменном поле) сложить "восьмеркой", состоящей из двух окружностей, причем радиус меньшей окружности равен R/4? Плоскость "восьмерки" также перпендикулярна к магнитному полю.

9.5. К катушке приближают полосовой магнит (рис.7). Определите поляр­ность э.д.с., индуцированной в катушке.

Рис.7.

9.6. Определите направление индукционного тока в цепи вторичной обмотки АВ при замыкании и размыкании ключа К (рис.8).

Рис .8

9.7. Исследуйте экспериментально магнитное поле соленоида после внесе­ния в него ферромагнитного сердечника. Объясните полученный результат. (Исследования проводятся в учебных лабораториях)

ЛИТЕРАТУРА

1. Детлаф А.А. и др. Курс физики, т.2 - М.: Высшая школа, 1977, -§§14.1; 15.5; 19.1.

2. Савельев И.В. Курс общей физики, т.2 - М.: Наука, 1982,-§§ 40, 50, 60, 61.

3. Элементарный учебник физики // Под ред. Ландсберга Г.С., т.2- М.: Наука, 1975, - §§ 118, 119, 126, 127 - 142.