ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10. ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОТОКА ПОСТОЯННОГО МАГНИТА

Задание. Измерьте магнитный поток постоянного подковообразного магнита.

Оборудование: подковообразный магнит, катушка из набора по электромагнетизму, гальванометр типа или школьный зеркальный гальванометр с дополнительным сопротивлением 5 кОм.

Указания. Для измерения магнитного потока Ф можно воспользоваться явлением электромагнитной индукции. При быстром удалении контура из магнитного поля пронизывающий его магнитный поток изменяется от величины . ЭДС индукции, возникающая при этом в контуре, определяется выражением:

При удалении из магнитного поля катушки, содержащей N витков, ЭДС индукции в ней в N раз больше, чем в контуре:

Если концы катушки замкнуты на гальванометр, то при удалении катушки из магнитного поля постоянного магнита в цепи протекает индукционный ток Разделив обе части уравнения на полное сопротивление цепи получим:

Так как

Рис. 115. Измерение магнитного потока постоянного магнита

то получим:

Последнее выражение показывает, что количество электричества, протекающего через катушку при удалении ее из магнитного поля, прямо пропорционально магнитному потоку Ф через контур, числу витков N в катушке и обратно пропорционально полному сопротивлению R цепи. Следовательно, для определения магнитного потока Ф необходимо измерить количество электричества протекающего в катушке при быстром удалении ее из исследуемой области магнитного поля:

Измерение величин R и N не представляет трудностей.

Для измерения количества электричества применяется гальванометр, шкала которого предварительно проградуирована в кулонах на деление шкалы путем разрядки через него конденсатора известной емкости.

Порядок выполнения работы

1. Присоедините выводы катушки к клеммам гальванометра. Введите в катушку постоянный магнит таким образом, чтобы весь магнитный поток проходил через катушку (рис. 115).

2. Быстро удалите магнит из катушки и сделайте отсчет отброса стрелки гальванометра. Повторите опыт пять раз и определите среднее значение отброса По среднему значению отброса стрелки гальванометра найдите количество заряда протекающего в цепи катушки.

3. Измерьте электрическое сопротивление катушки и включенного последовательно с ней резистора определите внутреннее сопротивление гальванометра по его паспортным данным и найдите полное сопротивление R:

4. Используя найденные значения количества заряда полного сопротивления цепи R и числа витков N катушки, вычислите магнитный поток Ф постоянного магнита.

Контрольные вопросы

1. Зависит ли отброс стрелки гальванометра от скорости движения магнита или катушки? Проведите контрольные опыты и объясните их результаты.

2. Какими способами можно увеличить чувствительность лабораторией установки, использованной в дайной работе?