Исследование магнитного поля постоянного магнита.

При выполнении второй части практического задания необходимо:

1) с помощью магнитометра измерить индукцию магнитного поля постоянного магнита в 5 точках на 5 линиях, расположенных под разными углами к магниту;

2) построить линии равной индукции поля постоянного магнита.

Установите кольцевой магнит в специальное гнездо на столике (отодвинув в сторону большой индуктор). На этом же столике рядом с магнитом расположите предварительно расчерченный лист бумаги (см. рис. 7). На листе от точки, соответствующей центру магнита, должны быть проведены 5 лучей: первый – перпендикулярно оси магнита, остальные четыре – под углами в 30^о и 60^о  вправо и влево от первого луча. Непосредственно вблизи магнита находится зона с очень сильным магнитным полем, поэтому ближайшая к центру магнита точка А на каждом луче выбирается в том месте, где значение тока магнитометра 100 микроампер. Последующие точки В, С, D и Е следует брать при значениях тока магнитометра 80, 60, 40, 20 микроампер, соответственно. Измерения должны быть проведены на всех пяти лучах расчерченного листа бумаги.

При проведении измерений ось датчика магнитного поля должна располагаться по лучам. При этом ориентация головки магнитометра выбирается таким образом, чтобы магнитное поле для данной точки было максимально (максимален ток магнитометра). Точки необходимо отмечать по ближайшему к магниту острию магнитометра. Примерный вид линий равной индукции магнитного поля приведен на рис. 7. После проведения измерений следует снять лист со столика и приступить к обработке результатов: по показаниям микроамперметра провести линии равной индукции магнитного поля; с помощью градуировочного графика найти для них значения магнитной индукции; сделать вывод о характере магнитного поля.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Измерить ток магнитометра I₁ в точке 1 на оси соленоида при различных значениях силы 

тока I, протекающего через соленоид (0,1 А; 0,2 А; 0,3 А; …. 1 А – всего 10 значений).

2. Определить длину  и количество витков соленоида N.

3. По значениям тока соленоида I рассчитать значения магнитной индукции на оси соленоида В_с по формуле (8).

4. Заполнить таблицу 1.

5. Построить градуировочный график - зависимость В_с от сила тока магнитометра I₁ на оси соленоида.

6. Измерить ток магнитометра I₂ в точке 2 вне соленоида при значениях силы тока соленоида I = 0,5 А и I = 1,0 А.

7. С помощью градуировочного графика по измеренным значениям I₂ найдите индукцию магнитного поля B вне соленоида.

8. Измерить ток магнитометра от магнитного поля постоянного магнита в разных точках пространства (на 5 лучах в 5 точках - см. §2 практической части работы).

9. Построить линии равной индукции магнитного поля постоянного магнита; используя градуировочный график указать на этих линиях значения магнитной индукции.

10. Сделать вывод и оформить отчет.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что является источником магнитных полей?

2. Опишите простейшие способы обнаружения магнитных полей.

3. Что такое магнитный момент контура с током?

4. Назовите основную силовую характеристику магнитного поля, дайте ее определение.

5. Как графически изображаются магнитные поля и находится вектор магнитной индукции?

6. В каком положении на помещенную в магнитное поле рамку с током будет действовать максимальный вращающий момент? Что произойдет с рамкой в последующие моменты времени?

7. Напишите формулу, по которой рассчитывается магнитный поток, и приведите соответствующую иллюстрацию.

8. Нарисуйте силовые линии магнитного поля соленоида и укажите направление и величину магнитной индукции в разных точках.

9. Поясните формулу для нахождения индукции магнитного поля в соленоиде.

10. Как осуществляется градуировка магнитометра и строится градуировочный график?

11. Как по градуировочному графику находится индукция магнитного поля произвольной точки пространства?

12. Назовите физические механизмы действия магнитного поля на биологические системы.

13. Что является источником магнитных полей человека?

14. Что такое магнитотерапия и магнитокардиография?

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ И РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Ремизов, А.Н. Медицинская и биологическая физика / А.Н. Ремизов, А.Г. Максина, А.Я. Потапенко.- М.: Дрофа, 2003. - 558 с. (§ 13.1 стр.251-254; § 13.4 стр.258-256; § 13.5 стр.264-265)

2. Джерри, Мерион Б. Общая физика с биологическими примерами / Мерион Б. Джерри. - М.: Высш. шк., 1986. - 623 с. (§ 12.1 - § 12.2 стр.287-292; § 12.6 стр.305-309)

3. Биофизика / Под ред. В.Ф. Антонова. - М.: Владос, 2003. - 287 с. (§ 51 стр.263-268)

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике/ Под   ред. Кудрявцева В.А. - Киров: КГМА, 1999.-278с. (часть III стр.183-196)

2. Савельев И.В. Курс общей физики. Электричество и магнетизм./ М.: Наука, 1978. - 480 с. § 39 - § 40 стр.108-111; § 57 - § 59 стр.158-174)

3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Электричество./ М.: Наука, 1983. - 688с. (§ 49  стр.213-218; § 52 стр.226-229)

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9