Министерство образования Республики Беларусь
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Кафедра физики
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3э.5
ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
МЕТОДИЧЕСКОЕ УКАЗАНИЕ
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Guidelines and tips
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Community
Ask the community
Ask the community for help and clear up your study doubts
University Rankings
Discover the best universities in your country according to Docsity users
Free resources
Our save-the-student-ebooks!
Download our free guides on studying techniques, anxiety management strategies, and thesis advice from Docsity tutors
laboratornaya_rabota_2_7_izuchenie_zakonov_magnitn
Typology: Schemes and Mind Maps
2019/2020
1 / 8
This page cannot be seen from the preview
Don't miss anything!
Partial preview of the text
Download laboratornaya_rabota_2_7_izuchenie_zakonov_magnitn and more Schemes and Mind Maps Law in PDF only on Docsity!
Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Кафедра физики
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3э.
ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
МЕТОДИЧЕСКОЕ УКАЗАНИЕ
Минск 2021 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3э. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ МАГНИТНОГО ПОЛЯ Цель работы
- Ознакомиться с одним из методов измерения индукции магнитного поля.
- Проверить теорему Гаусса для поля вектора (^) B. 3. Проверить теорему о циркуляции вектора B. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ Две интегральные теоремы магнитного поля связаны с двумя важнейшими математическими характеристиками всех векторных полей: потоком и циркуляцией. (^) Циркуляцией вектора B по произвольному замкнутому контуру L называется
интеграл
( B , dl ) Bdl cos B dl , (1) ( L ) ( L ) ( L ) где B – проекция вектора B на направление элементарного перемещения (^) d l вдоль контура L в данной точке поля; – угол между векторами B и dl
(рис. 1); dl dl ; где – единичный вектор касательной к контуру в заданном
направлении (рис. 2). Циркуляция является скаляром. L
d l
d l L B B dl
1 L Рис. 3 Рис. 4 Поток является скаляром. В СИ магнитный поток измеряется в веберах (Вб): 1Вб 1Tл м 1 2 Н м 1В с. (6) А Теорема Гаусса для поля вектора B : магнитный поток через любую замкнутую поверхность S равен нулю : (
S )B dS 0. (7) В случае замкнутой поверхности, т.е. поверхности, ограничивающей некоторый объем, за положительное направление нормали обычно выбирают внешнюю нормаль (рис. 5). S I (^) 0
I 3 0
S
2 I (^) 0
S
dS
B
n
Методическое обоснование работы Для проверки теоремы Гаусса целесооб- разно выбрать замкнутую поверхность площа- Z дью S произвольной формы, но з аведомо такой, чтобы в ее пределах векторы B лежали в параллельных плоскостях (рис. 5). Магнитный поток через замкнутую поверхность можно представить в виде суммы по- токов через боковую S б и торцовые поверхности S 1 и S 2. B Для упрощения измерений поверхности S 1
и S 2 следует ориентировать параллельно векторам B. Тогда во всех точках этих
поверхностей угол = /2 и потоки магнитной индукции сквозь торцовые поверхности будут равны нулю (см. рис. 5). Рис. BdS BdS BdS BdS (8) (S) (S б ) (S 2 ) Интеграл BdS B dS n приближенно можно представить в виде ( S б) ( S б) суммы K B dSn B Snk k S B ( (^) n 1 Bn 2 ... BnK ). (9) ( S б ) k 1 В соответствии с теоремой Гаусса для поля вектора B эта величина должна быть равна нулю: K Bnk Sk 0. (10) k 1 В работе экспериментально изучаются теорема Гаусса для магнитного поля и закон полного тока. 1 S S 3 2 S dS 1 dS 2 n
n
n
dl б dS
контура, а при изучении теоремы о циркуляции вектора B с направлением
касатель
ной к контуру в направлении его обхода, которое выбирается произвольно.
Рис. 7 Рис. 8 Задание
- Проверить теорему Гаусса поля вектора B для произвольных контуров, охватывающих и не охватывающих токи: а) выбрать два контура произвольной формы: охватывающий и не охватывающий токи. Зонд при измерениях ориентировать таким образом, чтобы направление стрелки совпадало с направлением внешней нормали n к участку контура (см. рис. 7). Производить считывание результатов измерений при каждом перемещении зонда вдоль контура. Результаты измерений занести в табл. 1; k б) подсчитать сумму Bni li ; i 1 в) проанализировать полученные результаты. (^)
- Проверить справедливость теоремы о циркуляции вектора B : а) измерения производить для тех же контуров, что и в п. 1. Зонд при измерениях ориентировать таким образом, чтобы направление стрелки совпадало
с
направлением касательной к участку контура. Производить считывание
результатов измерений при каждом перемещении зонда вдоль контура. Результаты измерений занести в табл. 1; k б) подсчитать сумму Bni li и сравнить ее с суммарным током, охватыва- i 1 N емым соответствующим контуром 0 I (^) j , где N – количество витков в кольцевом
Y
(^0) X
^ l
n L
j 1 проводнике; Таблица 1 Uj, B