2015-05-14
1313Лабораторная работа № 14.
Измерение магнитного поля Земли
Оборудование: Кольца Гемгольца, миллиамперметр, источник постоянного тока, ключ.
Краткая теория метода.
Магнитное поле Земли в данной точке местности определяют следующие три основные его элемента:
1. Угол склонения магнитной стрелки, т.е угол между направлением географического и магнитного меридиана в данной точке местности;
2. Угол магнитного наклонения – угол между вектором напряженности магнитного поля Земли для данной точки местности и его проекцией на горизонтальную плоскость;
3. Полной и горизонтальной составляющими вектора магнитной индукции магнитного поля Земли.
Магнитное поле Земли подобно полю намагниченного шара (рис.1). При этом координаты геомагнитных полюсов не совпадают с географическими полюсами. Магнитная ось наклонена относительно географической на 11° и смещена на 1140 км в сторону Тихого океана. Полюса магнитного поля и ось со временем меняют своё положение.
Рис.1. Вид магнитного поля Земли.
|
|
|
Порядок выполнения работы
1. Соберите установку по схеме рис. 2 и установите плоскость катушек в плоскость магнитного меридиана Земли.
Рис. 2. Схема экспериментальной установки.
2. При различных величинах тока, текущего по виткам катушек, определите величину угла отклонения стрелки j, причем при каждой величине тока необходимо сделать два отсчета (при разных направлениях тока). Рассчитайте среднее значение угла j.
3. По формуле:
рассчитайте значение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли. Значения N, R и L фиксированы и приведены на лабораторной установке.
4. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу 1.
Таблица 1.
| № | I, мА | j1 | j2 | jср | tg jср | Br | DBr | DBr/ Br |
5. Рассчитайте погрешности измерений DBr и DBr/ Br.
Контрольные вопросы:
1. Что называется магнитным наклонением и магнитным склонением?
2. Как определить направление тока в витках по отклонению стрелки?
3. Сформулируйте закон Био-Савара-Лапласа.
4. Как определить направление вектора индукции магнитного поля кругового тока?
5. Как устроены кольца Гельмгольца?
Литература
1. Физический практикум / Под ред. Ивероновой В.А. М. “Наука”
1968.
2. Савельев И.В. Курс общей физики. Т. II. М.Наука, 1970.
