Определение индукции магнитного поля Земли

Лабораторная работа № 16-А

Авторы: Егоров И.Н., Егорова С.И., Лемешко Г.Ф.

Рецензент: Кунаков В.С.

 

Цель работы: определение индукции магнитного поля Земли.

 

Оборудование: катушки Гельмгольца, источник тока, реостат, тесламетр цифровой, датчик Холла, цифровой мультиметр, инклинатор - прибор, служащий для измерения величины наклонения силы земного магнетизма.

 

Описание установки

Экспериментальная установка представлена на рис.1.

 

Рис.1

Катушки Гельмгольца (1) соединены последовательно и подключены к генератору постоянного тока (2) через реостат (3). Мультиметр (4) используется в качестве амперметра. Датчик Холла (5) подсоединен к тесламетру (6). (7)- инклинатор.

 

Задание 1. Определение индукции магнитного поля в катушках Гельмгольца и определение коэффициента пропорциональности системы.

 

1. Зафиксировать датчик Холла на штативном стержне так, чтобы цилиндрическая основа была направлена внутрь оси катушки в центре катушек Гельмгольца.

2. Отрегулировать нулевую точку тесламетра.

3. Включить источник постоянного тока.

4. С помощью реостата изменять силу тока от нуля до (примерно 0,5 А) через 0,05 А, измеряя для каждого значения тока индукцию поля, создаваемого катушками Гельмгольца, В_кат. Результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1

I , А
Bкат , мТл

5. Построить график зависимости В_кат (I).

6. Определить по графику коэффициент пропорциональности , где -угол наклона графика В_кат (I).

7. Убрать датчик Холла из катушек Гельмгольца.

8. Отключить источник постоянного тока.

 

Задание 2. Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.

 

1. Расположить инклинатор между катушками так, чтобы центр круга совпадал с центром пары катушек. При этом повернуть его так, чтобы стрелка показывала 0 ^о (без тока). Чтобы убедиться в верном положении стрелки (север-юг) несколько раз надо осторожно повернуть стрелку. Возникшую силу трения можно уменьшить, слегка постучав по прибору.

2. Включить источник постоянного тока.

3. Измерить зависимость угла отклонения (Рис.2) магнитной стрелки от своего начального положения от малых токов катушки. Можно использовать токи задания 1. Ток менять с помощью реостата.

4. Отключить генератор постоянного тока.

 

5. Результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2

I , А
, град
Bкат , мТл
, мТл

6. Индукцию магнитного поля, создаваемого катушками Гельмгольца, находим для каждого значения силы тока c использованием коэффициента пропорциональности по формуле

7. Из рис.2 видно, что горизонтальная составляющая магнитного поля равна

 

8. Найти среднее значение .

 

Задание 3. Определение вертикальной составляющей магнитного поля Земли.

 

1. При катушках без тока повернуть градуированный круг инклинатора в вертикальную плоскость.

2. Определить угол между направлением стрелки и горизонталью (рис.3).

3. Находим вертикальную составляющую магнитного поля

 

Задание 4. Определение индукции магнитного поля Земли.

 

Из рис. 3 видно, что .