Теория лабораторной работы. В данной работе определение (и соответственно ) связано с исследованием поведения
В данной работе определение 
(и соответственно 
) связано с исследованием поведения магнитной стрелки в магнитном поле Земли и магнитном поле, создаваемым круговым током.
 Рис. 9. |
 Рис.8. |
При отсутствии тока в витке стрелка располагается вдоль магнитного меридиана Земли. Поворотом витка тангенс-буссоли вокруг вертикальной оси можно совместить его плоскость с плоскостью магнитного меридиана.
При пропускании через виток тока 
магнитная стрелка повернется на некоторый угол 
. Объясняется это действием на стрелку двух полей – магнитного поля Земли и поля кругового тока 
. В результате стрелка установится вдоль результирующего поля 
.
Из рис.9 видно, что 
. Учитывая, что напряженность магнитного поля, создаваемого током 
в центре кольца радиусом 
, содержащего 
витков, равна: 
, получим 
. Для индукции магнитного поля 
последняя формула примет вид: 
.
Последняя формула используется для опытного определения горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли. Ее можно переписать в виде:
, (1)
где 
.
; 
витков; 
;
ИЗМЕРЕНИЯ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
1. Ознакомиться с электрической схемой установки (рис.10):
 Рис. 10. |
– тангенс-буссоль, 
– миллиамперметр, 
– реостат, 
– переключатель направления тока, 
– источник тока. 2. Установить плоскость катушки (витка) тангенс-буссоли в плоскости магнитного меридиана Земли. Определить начало отсчета на шкале тангенс-буссоли.
3. С разрешения преподавателя включить питание установки.
4. Установить реостатом ток в катушке.
5. Как только стрелка компаса придет в равновесие, отсчитать по шкале тангенс-буссоли угол отклонение стрелки 
.
6. Уменьшить ток до нуля. Изменить с помощью ключа направление тока и увеличить его до прежнего значения. Измерить величину отклонения стрелки 
. (Переключение направления тока необходимо для уменьшения возможной ошибки из-за неточной установки плоскости катушки в плоскости земного меридиана).
7. Повторить измерения по пунктам 4 – 6.
8. Результаты измерений занести в таблицу.
9. Обесточить установку.
10. Для каждого значения тока определить значение 
и соответствующее ему значение 
и записать их в таблицу.
11. Вычислить значения горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли для каждого измерения и записать их в таблицу.
12. Вычислить и записать среднее значение 
.
13. По среднему значению индукции магнитного поля Земли вычислить значение напряженности 
.
Таблица
| № п/п |   |  , град |  , град |  , град |  |  , Тл |  ., Тл |  , А/м |
14. Проанализировать результаты, сделать вывод.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Согласно обозначениям на шкалах электроизмерительных приборов, используемых в данной работе, указать назначение прибора, тип тока, безопасность, класс точности, систему измерительного механизма, рабочее положение при эксплуатации.
2. По классу точности электроизмерительных приборов, используемых в данной работе, вычислить их абсолютную (инструментальную) погрешность и указать к какой группе приборов (прецизионным, техническим или внеклассовым) они относятся.
3. Чем обусловлены существования основного и переменного магнитного полей Земли?
4. Дайте определения плоскости магнитного меридиана, магнитного меридиана и магнитного склонения?
5. Укажите формулу, связывающую магнитную индукцию 
и напряженность магнитного поля 
? Единицы измерения этих величин?
6. Что называется магнитным наклонением 
?
7. Перечислите величины, называемые элементами магнитного поля Земли.
8. Как направлена вертикальная составляющая магнитного поля Земли в северном полушарии и южном полушарии?
9. Кратко опишите устройство и принцип работы тангенс-буссоля?
Литература
1. Майсова Н.Н. Практикум по курсу физики.- М.: Высш. школа, 1970.
2. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3-х т. М.: Наука, 1982. Т.1.
3. Сивухин Д.В. Общий курс физики: Механика. М.: Наука, 1979.
4. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высш. школа, 1985.
5. Хайкин С.Э. Физические основы механики.- М.: Наука, 1971
6. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1985.