Книга: Электричество и магнетизм

.

Отсюда:

.                                             (1)

Если катушка прибора содержит n витков, то индукция магнитного поля тока в центре катушки может быть определена по формуле:

,                                                      (2)

где R – радиус катушки тангенс-гальванометра. Таким образом, с учётом (1) и (2), получаем:

.                                                    (3)

Относительная погрешность определения величины Вг по формуле (3) определяется суммой:

.                                    (4)

Таким образом, измерения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли целесообразно производить при α = 45°, так как в  этом случае, согласно (4), ошибка, связанная с неточностью определения угла α, будет минимальной. При этом выражение (3) упрощается:

.                                                 (5)

Проведение эксперимента

Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.

1.  Соберите цепь по схеме, указанной на рис. 3.

2.  Включите в цепь  витков катушки и установите её в плоскости земного меридиана.

3.  Включите источник питания, с помощью реостата, установите ток в цепи катушки такой величины , чтобы стрелка буссоли отклонилась на угол 45°.

4.  При помощи переключателя П измените направление тока на противоположное и, откорректировав положение стрелки буссоли на угол 45°, измерьте силу  тока в цепи.

5.  Найдите среднее значение величин  и : .

6.  Рассчитайте величину горизонтальной составляющей индукции магнитного поля планеты.

7.  Повторите все измерения, включая в цепь числа витков  и .

8.  Рассчитайте среднее значение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли по формуле 5 и сравните полученный результат с табличным.

9.  Вычислите предельную относительную погрешность величины Вг по формуле 4 и абсолютную погрешность по формуле  . При этом погрешность в определении тока определяется по классу точности прибора, а погрешность в определении радиуса катушки и угла α оценивается экспериментатором самостоятельно.

10.  Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 1.

Таблица 1

Измерение магнитного поля соленоида тесламетром

1.  Включить в сеть измеритель магнитной индукции (тесламетр, рис. 4). При необходимости провести установку нуля тесламетра.

2.  Подать на обмотку соленоида ток  I1 = 5 – 7 А от источника постоянного тока.

3.  Произвести измерения магнитной индукции В при помощи длинного щупа тесламетра поля в разных точках поля внутри и вне соленоида, перемещая датчик от нижнего края соленоида вверх.

4.  Построить график зависимости Вэксп. (х), где х – расстояние от нижнего края соленоида до исследуемой точки, измеренное по шкале щупа..

5.  На полученном графике построить в том же масштабе теоретическую кривую зависимости Втеор. (х) , пользуясь следующей расчетной формулой:      , где  - длина соленоида, х- расстояние от края соленоида до  исследуемой точки, R- радиус соленоида , n -  число витков на единицу длины соленоида .

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29