Измерение индукции магнитного поля постоянного магнита

Измерение индукции магнитного поля постоянного магнита.

Индукцию однородного магнитного поля В можно определить путем измерения магнитного потока Ф, пронизывающего контур с площадью поперечного сечения S, в плоскости, перпендикулярной вектору индукции В: Ф=ВS. Для измерения магнитного потока Ф, пронизывающего контур, можно воспользоваться явлением электромагнитной индукции: при быстром удалении контура из магнитного поля магнитный поток, пронизывающий его, изменяется от величины Ф до нуля; величина ЭДС индукции, возникающей при этом в контуре, определяется выражением: Е=DФ/Dt=BS/Dt. При удалении из магнитного поля катушки, содержащей N витков, величина ЭДС индукции в N раз больше, чем в контуре: Е=NBS/Dt. Если концы катушки замкнуты на гальванометр, то при удалении из магнитного поля постоянного магнита в ее цепи протекает индукционный ток I. Разделив обе части уравнения на величину полного сопротивления цепи R, получим: E/R=NBS/(RDt), или IDt=Dq=NBS/R, откуда B=DqR/(NS). Последнее выражение показывает, что индукция магнитного поля В пропорциональна количеству электричества Dq, протекающего через катушку при удалении ее из магнитного поля, прямо пропорциональна полному сопротивлению R цепи и обратно пропорциональна площади поперечного сечения S катушки и числу витков N в ней. Следовательно, для определения индукции магнитного поля В необходимо измерить количество электричества Dq, протекающего в катушке при быстром удалении ее (выдергивании) из исследуемой области магнитного поля. Это можно сделать с помощью гальванометра, шкала которого заранее проградуирована в кулонах.

Выполнение работы.

Оборудование: магнит подковообразный, катушка из набора по электромагнетизм, гальванометр типа М 273-9, омметр, линейка измерительная.

1.  Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов вычислений и измерений.

D, м	S, м2	N	nср	Dq, Кл	В, Тл

2. Измерьте диаметр D катушки и вычислите площадь S ее поперечного сечения, сосчитайте число витков N в катушке.

3. Присоедините выводы катушки к зажимам гальванометра. Введите катушку в магнитное поле постоянного магнита, расположив ее плоскость перпендикулярно линиям индукции.

4. Быстро удалите магнит и измерьте число делений n, на которое отклонилась стрелка гальванометра по шкале. Повторите опыт не менее 5 раз, определите среднее значение отброса ncp и найдите величину заряда Dq, протекающего в цепи катушки.

5. За полное сопротивление цепи R возьмите сопротивление включенного в цепь резистора, поскольку сопротивление гальванометра и сопротивление катушки малы по сравнению с сопротивлением резистора.

6. Используя найденные значения величины заряда Dq и сопротивления R, Вычислите индукцию В постоянного магнита.

7. Результаты всех измерений и вычислений занесите в таблицу.

Контрольные вопросы

1. Зависит ли отброс стрелки гальванометра от скорости движения магнита?

2. Какими способами можно увеличить чувствительность лабораторной установки, использованной в данной работе?

3. Зачем в данной работе используют добавочное сопротивление?

4. Почему опыт проводится не менее 5 раз?