Порядок выполнения работы. Задание 1. Определение зависимости силы Ампера от силы тока в проводнике
Задание 1. Определение зависимости силы Ампера от силы тока в проводнике, .
- Собрать электрическую цепь по схеме, изображённой на рис. 2.
- Измерить с помощью аналитических весов массу рамки и занести результаты измерения в таблицу 1; туда же записать значение для данной рамки.
- На блоке питания перемычку «Power» выставить на значение, указанное преподавателем. По амперметру А2 определить силу тока в цепи электромагнита . При этом значение рекомендуется выбирать примерно равным 1 А. Результат занести в таблицу 1.
- На блоке питания регулятор «А» установить на предельном значении; ключ К замкнуть.
- Используя регулятор «U» и амперметр А1, установить первое значение силы тока в проводнике в соответствии с заданием преподавателя (рекомендуется начинать с 1 А).
- Используя аналитические весы, произвести измерение массы рамки в этом случае.
- Рассчитать величину: . В соответствии с формулой (8) рассчитать: . Полученные результаты занести в таблицу 1.
- Повторить п. 5-7 для других 5-6 значений силы тока в проводнике с шагом 0.5 А или 1 А по указанию преподавателя. Полученные результаты занести в таблицу 1.
- Используя данные таблицы 1, построить график зависимости и сделать вывод о характере этой зависимости.
Таблица 1.
= г , м, А | |||||||
№ | , А | , г | , г | , мН | ,Тл | , Тл | , % |
…. | |||||||
n | |||||||
Среднее значение |
Задание 2. Определение значения индукции магнитного поля между полюсами электромагнита.
1. Используя данные таблицы 1, рассчитать значения по формуле (2):
Результаты занести в таблицу 1.
2. Рассчитать среднее значение:
.
3. Рассчитать абсолютные погрешности измерений:
.
4. Вычислить среднюю абсолютную погрешность:
.
5. Вычислить относительную погрешность:
.
6. Записать окончательный результат в виде:
.
Задание 3. Определение зависимости силы Ампера от длины проводника , .
Комплект рамок состоит из трех разных рамок, отличающихся длиной горизонтальной части, т.е. длиной проводника .
- Установить на аналитических весах рамку с =12,5 мм. Записать значение для данной рамки в таблицу 2.
- Измерить с помощью аналитических весов массу рамки и занести результаты измерения в таблицу 2.
- На блоке питания перемычку «Power» выставить на значение, указанное преподавателем, по амперметру А2 в цепи электромагнита определить силу тока в данной цепи. Результат занести в таблицу 2.
- На блоке питания регулятор «А» установить на предельном значении.
- Используя регулятор «U» и амперметр А1, установить значение силы тока в проводнике в соответствии с заданием преподавателя (следует устанавливать значения не менее 3 А).
- Используя аналитические весы, произвести измерение массы рамки в этом случае.
- Рассчитать величину: . В соответствии с формулой (8) рассчитать: . Полученные результаты занести в таблицу 2.
- Выключить блок питания и заменить исследуемую рамку следующей, с другим значением =25 мм.
- Повторить п. 2-7 задания 3 для этой рамки. Примечание: На амперметрах А1 и А2 сила тока должна быть той же, что и при измерениях с рамкой =12,5 мм.
- Выключить блок питания и заменить исследуемую рамку следующей, с другим значением =50 мм; повторить п. 2-7 задания.
- 6. По данным таблицы построить график зависимости и сделать вывод о характере этой зависимости.
Таблица 2
А, А | |||||
№ | , м | , г | ,г | ,г | ,мН |
Контрольные вопросы
- Что называется индукцией магнитного поля? В каких единицах она измеряется?
- На какие объекты действует магнитное поле?
- Что называется линией магнитной индукции? Как определяется направление магнитных силовых линий?
- Как формулируется принцип суперпозиции магнитных полей?
- Какое магнитное поле называется однородным? Изобразить его графически.
- Что называется соленоидом? Что представляет собой магнитное поле бесконечно длинного соленоида с током?
- Записать формулу для определения магнитной индукции в центре (т.е. на оси) длинного соленоида с током.
- Что такое 1 Тл?
- Сформулируйте закон Ампера.
- Сформулируйте правило левой руки для определения силы Ампера.
Литература
1. Трофимова Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Высш. шк., 2004.
2. Яворский Б. М. Справочник по физике / Б.М. Яворский, А.А. Детлаф. – М.:Наука, 2006
Составители: Осипенко И.А., Попова И.Г., Шкиль Т.В.
Методические указания к лабораторной работе №40 Экспериментальное исследование силы Ампера
по физике
(раздел «Электричество и магнетизм»)
Редактор Т.В. Колесникова
________________________
В печать 30.03.2015.
Объем 0,75 усл.п.л. Офсет. Формат 60x84/16.
Бумага тип №3. Заказ № Тираж 60 экз. Цена свободная
________________________
Издательский центр ДГТУ
Адрес университета и полиграфического предприятия:
344000, г. Ростов-на-Дону, пл. гагарина, 1.