Изучение магнитного поля соленоида с помощью магнитометра.

При выполнении первой части практического задания необходимо:

1) измерить индукцию магнитного поля внутри соленоида при различных токах в соленоиде и провести градуировку магнитометра;

2) показать, что индукция магнитного поля внутри соленоида значительно превосходит индукцию поля вне соленоида.

Магнитометр – прибор для измерения характеристик магнитного поля и магнитных свойств физических объектов. Внешний вид магнитометра и экспериментальной установки приведен на рис. 5.

Перед включением магнитометра в сеть поставьте в нулевое положение регулятор напряжения соленоида (против часовой стрелки до упора). Напряжение генератора синусоидальных колебаний, которое подается на магнитометр, зафиксировано. С помощью гибкого соединительного провода подключите соленоид к блоку питания, подсоедините амперметр, включите правый тумблер и убедитесь в том, что ток легко регулируется. Внимание: ток амперметра не должен превышать значение 1,5 ампера! Далее необходимо подключить датчик магнитного поля - зонд магнитометра, имеющий четыре провода. Первая пара проводов, которая имеет обозначение ЗГ, присоединяется к нижним зажимам блока питания (через них подаётся синусоидальное напряжение на зонд); вторая пара проводов с символами Г - к верхним зажимам блока питания (к микроамперметру, с которого будут сниматься показания зонда). После этого прибор готов к работе. Для проверки исправности магнитометра установите ток соленоида 0,4 – 0,6 А и внесите зонд в точку 1 внутри соленоида (см. рис. 5), при этом стрелка микроамперметра не должна зашкаливать. Магнитометр должен быть ориентирован таким образом, чтобы сила тока в микроамперметре была максимальна для данной точки наблюдения. Это ориентация вдоль силовой линии.

Измерьте ток магнитометра на оси соленоида в точке 1 (рис.5) при различных значениях силы тока I, протекающего через соленоид. Заполните таблицу 1 для 10 значений тока соленоида. Измерьте линейкой длину соленоида , найдите число витков соленоида N. По формуле (8) вычислите индукцию магнитного поля на оси соленоида B_c.

Таблица 1

По данным таблицы 1 постройте градуировочний график – график зависимости рассчитанных значений индукции магнитного поля B_c от силы тока магнитометра I₁ в точке 1 на оси соленоида. Примерный вид градуировочного графика представлен на рис. 6. Измерьте ток магнитометра I₂ вне соленоида в точке 2 (рис.5) при значениях силы тока соленоида I = 0,5 А и I = 1,0 А. С помощью градуировочного графика по измеренным значениям I₂ найдите индукцию магнитного поля B вне соленоида (см. рис.5). Убедитесь в том, что индукция магнитного поля внутри соленоида значительно превосходит индукцию поля вне соленоида.