Электричество и магнетизм. Ч.3. Муравьев А.Б - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ОмГУ | Омск

Составители: 

Рубрика: 

19
5. Определить из графика значения погрешностей определения
тока ∆I и разности потенциалов ∆
ϕ
.
6. Сравнить значение ∆(
ϕ
1
–
ϕ
2
) со значением E
2
, проверив соот-
ношение (
ϕ
1
–
ϕ
2
) – ∆
ϕ
≤ E
2
≤ (
ϕ
1
–
ϕ
2
) + ∆
ϕ
.
Контрольные вопросы
1. Каков физический смысл ЭДС? В каких единицах измеряется
ЭДС?
2. В чём сущность измерения ЭДС методом компенсации?
3. Какой физический смысл имеет электрический потенциал?
4. Какое направление принимают за положительное направление
тока в цепи?
5. Как определяется знак ЭДС при расчёте электрических цепей?
Литература
1. Калашников С.Г. Электричество. М.: Наука, 1970.
2. Руководство к лабораторным занятиям по физике / Под ред.
Л.Л. Гольдина. М.: Наука, 1973.
3. Савельев И.В. Курс общей физики. М.: Наука, 1973. Т. 2.
Лабораторная работа № 4
Изучение магнитного поля соленоида
Цель работы: определение магнитных полей, создаваемых вдоль
оси длинной и короткой катушек.
Приборы и материалы: лабораторный модуль, микромультиметр
(MY-67), соленоид с катушкой (параметры соленоида: длина l=15 см, чис-
ло витков N1=18, параметры катушки: длина l=5 мм, диаметр D = 90 мм,
число витков N2 = 300).
Описание лабораторной установки
и вывод расчётных зависимостей
Примерная картина магнитного поля на оси короткой и длинной
катушек приведена на рис. 1.
20
2
R
к
2
R
к
Рис. 1
Значение магнитной индукции на оси катушки рассчитывается по
формуле
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
++
+
+
+−
−
=−=
2222
0
21
0
2
2
2
2
22
кк
)/(
/
)/(
/
)cos(cos
Rxl
xl
Rxl
xl
l
IN
l
IN
B
µ
αα
µ
, (1)
где I – ток, протекающий по катушке, N – число витков катушки; l –
длина катушки, м; А; α
1
и α
2
– углы между направлением оси x и ради-
ус-векторами, проведёнными из точки на оси к краям катушки, рад; x –
координата точки на оси катушки, в которой определяется величина
магнитной индукции (рис. 1), м; R
к
–радиус катушки, м.
Если выполняется соотношение 2R
к
<< l (такую катушку называ-
ют соленоидом), то в точке с координатой x = l/2 (торец) α
1
= π/2 и α
2
≈
π, а в центре соленоида (x = 0) α
1
≈ 0 и α
2
≈ π. В этом случае для расчёта
величины магнитной индукции на оси соленоида в центре В
ц
и в торце
В
т
из (1) получим
In
l
IN
B
0
0
µ
µ
==
c
ц
, (2) 
      5. Определить из графика значения погрешностей определения
тока ∆I и разности потенциалов ∆ϕ.
      6. Сравнить значение ∆(ϕ1 – ϕ2) со значением E2, проверив соот-
ношение (ϕ1 – ϕ2) – ∆ϕ ≤ E2 ≤ (ϕ1 – ϕ2) + ∆ϕ.

                       Контрольные вопросы




                                                                         2Rк




                                                                                                             2Rк
       1. Каков физический смысл ЭДС? В каких единицах измеряется
ЭДС?
      2. В чём сущность измерения ЭДС методом компенсации?
      3. Какой физический смысл имеет электрический потенциал?
      4. Какое направление принимают за положительное направление
тока в цепи?
      5. Как определяется знак ЭДС при расчёте электрических цепей?

                            Литература
      1. Калашников С.Г. Электричество. М.: Наука, 1970.
      2. Руководство к лабораторным занятиям по физике / Под ред.
Л.Л. Гольдина. М.: Наука, 1973.
      3. Савельев И.В. Курс общей физики. М.: Наука, 1973. Т. 2.
                                                                                                              Рис. 1
                                                                                 Значение магнитной индукции на оси катушки рассчитывается по
                     Лабораторная работа № 4                             формуле
              Изучение магнитного поля соленоида                              µ IN                 µ IN ⎛     l /2− x               l /2+ x         ⎞
                                                                          B = 0 (cosα1 − cosα 2 ) = 0 ⎜                      +                      ⎟, (1)
                                                                                2l                  2l ⎜ (l / 2 − x) 2 + Rк2   (l / 2 + x ) 2
                                                                                                                                              + R 2 ⎟
      Цель работы: определение магнитных полей, создаваемых вдоль                                       ⎝                                        к ⎠

оси длинной и короткой катушек.                                          где I – ток, протекающий по катушке, N – число витков катушки; l –
      Приборы и материалы: лабораторный модуль, микромультиметр          длина катушки, м; А; α1 и α2 – углы между направлением оси x и ради-
(MY-67), соленоид с катушкой (параметры соленоида: длина l=15 см, чис-   ус-векторами, проведёнными из точки на оси к краям катушки, рад; x –
ло витков N1=18, параметры катушки: длина l=5 мм, диаметр D = 90 мм,     координата точки на оси катушки, в которой определяется величина
число витков N2 = 300).                                                  магнитной индукции (рис. 1), м; Rк–радиус катушки, м.
                                                                                 Если выполняется соотношение 2Rк << l (такую катушку называ-
                 Описание лабораторной установки                         ют соленоидом), то в точке с координатой x = l/2 (торец) α1 = π/2 и α2 ≈
                  и вывод расчётных зависимостей                         π, а в центре соленоида (x = 0) α1 ≈ 0 и α2 ≈ π. В этом случае для расчёта
     Примерная картина магнитного поля на оси короткой и длинной         величины магнитной индукции на оси соленоида в центре Вц и в торце
катушек приведена на рис. 1.                                             Вт из (1) получим
                                                                                                            µ IN
                                                                                                      Bц = 0 c = µ 0 In ,                              (2)
                                                                                                              l



                                 19                                                                             20

Страницы