Описание аппаратуры и метода измерений

A
L
b
N
Целью данной работы является определение величины H0. Для измерения H0 применяется прибор, называемый тангенс- гальванометром, который состоит из кольцеобразного проводника или очень плоской катушки большого радиуса. Плоскость катушки расположена вертикально и вращением около вертикальной оси ей можно придать любое положение.

D
РИС.5
В центре катушки укреплен компас с очень короткой магнитной стрелкой. Рис. 5 дает сечение прибора горизонтальной плоскостью проходящей через центр витка, где NS- направление магнитного меридиана, A и D-сечение катушки горизонтальной плоскостью,ab- магнитная стрелка компаса.

При отсутствии тока в катушке на стрелку abдействует только магнитное поле Земли и стрелка устанавливается по направлению магнитного меридиана NS.

Если по катушке пропускать ток, то стрелка отклоняется на угол . Теперь магнитная стрелка abнаходится под действием двух полей: магнитного поля Земли ( ) и магнитного поля, созданного током ( ).

Рис. 5
В условиях совмещения витка с плоскостью меридиана векторы ивзаимно перпендикулярны, тогда (см. рис.5):

(6)

Так как длина магнитной стрелки abмала по сравнению с радиусом витка, то в пределах стрелки Hможно считать постоянной (поле однородно) и равным ее значению в центре катушки, определяемого формулой (5).

Решая совместно уравнения (5) и (6), получим:

(7)

Этой расчетной формулой пользуются для определения H0 в данной работе.


Порядок выполнения работы и обработка

Результатов измерений

1.Собирают установку по схеме (рис. 6) и , не включая тока, поворачивают подставку тангенс- гальванометра так, чтобы витки его катушки оказались в плоскости магнитного меридиана (см. выше).

Рис.6


2. Включают установку и устанавливают реостатом ток I,подбирая определенный угол отклонения стрелки (в пределах 35°-55°). Дождавшись, когда стрелка придет в равновесие, отсчитывают угол её отклонения . Данные значений I и заносят в табл. 1.

Таблица 1

Номер опыта I Номер измерений
1 1
2
3
2 1
2
3
3 1
2
3



3.Не изменяя ток по величине, изменяют его направление переключателем П, измеряют и записывают в таблицу значения угла .

4. Проверяют нулевую установку прибора и повторяют измерения при том же токе еще два раза.

Вычисляют среднее арифметическое значение угла при заданном токе I

.

5.Аналогично проделывают несколько опытов при различных токах, беря углы отклонения стрелки в тех же пределах (35?-55?); результаты заносят в таблицу.

6.Для каждого опыта по формуле (7) вычисляют H0 и заносят в табл.2. Для вычисления используют среднее арифметические значения угла .Затем рассчитывают по формуле:

Таблица 2

Номер опыта I n R
1
2
3

7.Производят оценку погрешностей измерений H0. Определяют среднюю арифметическую ошибку измерения H0 по формуле:

,

где .

Окончательный результат измерения записывают в виде

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Что такое магнитное поле тока? Как проявляется его действие?

2.Определите элементы земного магнетизма.

3.Сформулируйте закон Био-Савара-Лапласа. Как определить направление?

4.Чему равна напряженность магнитного поля в центре кругового тока?

5.Объясните устройство и принцип действия тангенс - гальванометра?

6.Почему следует ориентировать катушку тангенс - гальванометра?

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1.Савельев И. В., Курс общей физики.- М.; Высшая школа, 1990 г.



2.Детлаф А. А., Яворский Б. М., Курс общей физики. - М.; Высшая школа, 2001г. 608 с.

3. Яновский Б. М., Земной магнетизм. – Л.; 1978г. , 278 с.

4. Гринчар Н. А., Денисов Ф. П. и др. Расчет погрешностей в лабораторных работах физического практикума. - М.; МИИТ, 1995г.

Работа 22


6960338523963113.html
6960437689536706.html
    PR.RU™