Двох кругових провідників зі струмом »
На шальках терезів закріплена одна котушка, друга закріплена нерухомо над першою (рис.2). Для зняття відліку по шкалі на екрані є відлікова відмітка у вигляді двох трикутників. Електромагнітна сила обернено пропорційна відстані між котушками. Тому установче урівноваження ваг можливо в разі, коли контури відштовхуються, а перевантаження ваг прагне зблизити котушки. З цієї причини котушки включені послідовно таким чином, щоб тої в котушках мали взаємно протилежний зміст. Харчування котушок здійснюється від джерела постійного струму, величина якого може регулюватися. Електрична схема приведена на рис.3. Силу струму в котушках вимірюють за допомогою міліамперметра.
УВАГА! Ваги лабораторні квадрантні є точним приладом. Працювати з вагами необхідно акуратно, не піддаючи їх ударам і струсів. РУЧКИ 1 І 2 НА ПРАВОЇ СТОРОНІ ВАГІВ повертати ЗАБОРОНЯЄТЬСЯ!
У даній роботі сила електромагнітного відштовхування двох котушок визначається для двох відстаней між котушками b1 = 10 мм і b2 = 20 мм. Відстань між котушками встановлюється за допомогою фіксуючого гвинта на верхній котушці і вимірюється лінійкою. Точність встановлення відстані 1 мм.
ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
1. Встановити одне із зазначених відстаней між котушками.
2. Вивести рукоятку регулювання напруги джерела струму в крайнє лівій положення. Кнопка на панелі джерела струму в натиснутому стані задає діапазон напруг джерела струму від 4 до 9 В, в отжатом-від 6 до 12 В.
3. Не включаючи струму в котушках, включити ваги тумблером, розташованим на лівій стороні ваг. При цьому повинен висвітлити екран ваг.
4. Повертати рукоятку 3, розташовану на правій стороні ваг, домогтися на екрані встановлення позначки шкали між двома трикутниками. Записати значення маси mo при відсутності взаємодії між котушками.
5. Регулюючи силу струму в котушках рукояткою регулювання напруги джерела струму, добитися встановлення позначки шкали між двома трикутниками. Записати значення сили струму і маси m. Сила взаємодії котушок знаходиться за формулою
де m - свідчення терезів при силі струму I в котушках;
mo - свідчення терезів при силі струму I = 0
g - прискорення вільного падіння.
6. Провести серію вимірювань, зазначених в п.5 для двох відстаней між котушками b1 = 10 мм і b2 = 20 мм. Силу струму в котушках змінювати таким чином, щоб для двох послідовних вимірювань показання ваг зростали на 1 грам. Після кожного вимірювання, тумблером вимикаючи струм в котушках, перевірити значення mo. При необхідності зробити коригування за допомогою ручки 3 (див. П.4). Результати занести в таблицю.
7. За результатами вимірювань побудувати в координатах I 2 і F графічну залежність F = f (I 2).
8. Розрахувати за формулою (5) для обох відстаней сили взаємодії між контурами при двох максимальних експериментальних значеннях струму. Для справжньої лабораторної установки n = 4000; R = 50 мм: для b1 = 10 мм = 31,2; b2 = 20 мм = 11,6. Провести теоретичні прямі на графіках п.7.
9. Зробити висновки з отриманих результатів.
ВИМОГИ ДО ЗВІТУ
Звіт повинен містити наступне:
1. Схему лабораторної установки з необхідними поясненнями.
2. Результати вимірювань у вигляді таблиці.
3. Графіки залежностей F = f (I 2) .для двох відстаней між контурами. Графіки виконати на міліметрівці.
4. Розрахунок сили взаємодії між контурами за формулою (5).
5. Висновки по роботі.
Контрольні питання І ЗАВДАННЯ
1. Дати визначення магнітної індукції.
2. Сформулювати закон Біо-Савара-Лапласа і правило правого гвинта.
3. Сформулювати закон Ампера.
4. Вивести формулу для магнітної індукції нескінченно довгого прямого провідника і кругового струму.
5. Отримати формулу для сили взаємодії паралельних струмів.
6. Дати визначення сили струму в системі СІ.
1. Методичні вказівки до лабораторних робіт з фізики. Магнетизм (2 частина). Під ред.Агеева В.В. Константіновкаоград, Тии ім.Ленінского комсомолу. +1984.
2. Савельєв І.В. Курс загальної фізики, т.2. - М. Наука, 1987. § 39, 40, 42,47.
3. Трофимова Т.И. Курс фізики. - М. Висш.шк. 1985. § 110-113, 119.