 |
Проверка закона био-савара-лапласа
|
|
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО
ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МОРСКОГО И РЕЧНОГО ФЛОТА ИМЕНИ АДМИРАЛА С.О.МАКАРОВА
_______________________________________________________________
КАФЕДРА ФИЗИКИ
ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
Издательство ГУМРФ им. Адм. С.О.Макарова
2016
УДК
ББК
Рецензент: Доктор технических наук профессор Сахаров В.В.
ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ. Методические указания к выполнению лабораторных работ Учебно-методическое пособие. Составители: Г.И.Горяйнов, В.И. Пшеницын, В.С. Сказка. – СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С.О.Макарова, 2016 - 45 с.
Соответствует Федеральному государственному образовательному
стандарту высшего образования по направлению подготовки 011200
Физика. Предназначается для студентов 1 и 2 курсов всех направлений бакалавриата, изучающих дисциплину «Физика», в качестве основного руководства к выполнению учебных лабораторных работ Излагается порядок работы студентов в учебной лаборатории механики. Приводится описание работ и методика их выполнения.
Предназначено для студентов всех форм обучения.
© ФГБОУ ВО “ГУМРФ имени адмирала С.О.Макарова”, 2016
ОГЛАВЛЕНИЕ
Порядок проведения лабораторного практикума 4
Содержание отчёта
Лабораторная работа №41 6
|
|
|
Проверка закона Био-Савара-Лапласа
Лабораторная работа №41-А 7
Исследование магнитного поля прямого тока.
Лабораторная работа №41-Б 9
Исследование магнитного поля кругового тока.
Лабораторная работа №42 11
Определение горизонтальной составляющей
индукции магнитного поля Земли
Лабораторная работа №43 14
Определение удельного заряда электрона
Лабораторная работа №43-А 17
Определение удельного заряда электрона в
постоянном магнитном поле.
Лабораторная работа №43-Б 19
Определение удельного заряда электрона в
переменном магнитном поле.
Лабораторная работа №44 21
Изучение физических свойств веществ, обладающих
доменной структурой.
Лабораторная работа №44-А 23
Наблюдение петли гистерезиса и определение
температуры Кюри для сегнетоэлектрика.
Лабораторная работа №44-Б 26
Исследование магнитных свойств ферромагнитных
материалов.
Лабораторная работа №45 29
Исследование магнитных свойств ферромагнетика.
Построение кривой Столетова.
Лабораторная работа №46 31
Изучение закономерностей колебательного процесса.
Сложение взаимно перпендикулярных колебаний.
|
|
|
Лабораторная работа №47 48
Изучение резонансных явлений в электрическом
колебательном контуре.
Лабораторная работа №48 42
Определение скорости звуковой волны в воздухе и
показателя адиабаты для него.
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА
В течение семестра, в зависимости от специальности и числа планируемых часов, каждым студентом выполняется от 6 до 12 лабораторных работ. За время одного занятия (2 часа) выполняется не более одной работы. Последовательность выполнения работ определяется специальным графиком, имеющимся в лаборатории.
Чтобы быть допущенным к выполнению очередной лабораторной работы, студент должен иметь:
-готовый отчёт по предыдущей работе;
-заготовку чистовика отчёта текущей лабораторной работы;
-заготовку черновика текущей работы.
Отчёт о лабораторной работе выполняется на отдельных (сдвоенных) тетрадных листах в клеточку. Требования к содержанию отчёта, образец титульного листа и пример готового отчёта приведены в лаборатории
Черновики лабораторных работ обязательно выполняются в отдельной ученической тетради в клеточку (лабораторный журнал). Заготовка черновика включает расчётные формулы, таблицы для занесения результатов наблюдений и расчётов, формулы оценки погрешностей эксперимента. Такая тетрадь является лабораторным журналом, единым для выполнения всех работ в данной лаборатории.
После проведения измерений, предварительной обработки данных и оценки конечного результат, черновик предъявляется преподавателю. Если результат верен, преподаватель подписывает черновик, фиксируя этим выполнение студентом лабораторной работы. Окончательное оформление отчёта выполняется студентов во внеурочное время.
Защита лабораторных работ осуществляется на специальных занятиях и во время зачёта. Для успешной защиты работы студенту необходимо:
-иметь выполненный в соответствии с требованиями отчёт и лабораторный журнал, в котором зафиксировано выполнение работы (имеется подписанный преподавателем черновик);
|
|
|
-знать теоретический материал, относящийся к пунктам 2 и 3 содержания отчёта;
-разбираться в сути используемого метода измерений;
-уметь объяснить отдельные результаты и закономерности;
-уметь оценивать погрешности величин, получаемых в ходе прямых или косвенных измерений.
По усмотрению преподавателя защита ряда работ может быть организована в форме коллоквиума, что потребует от студента знания дополнительного материала, указанного преподавателем.
Одно из занятий в лаборатории может отводиться для проведения контрольной работы.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА
1.Цель работы.
2.Основные понятия и закономерности.
3.Идея метода измерений и суть предлагаемой методики.
4.Таблицы экспериментальных данных и результаты расчётов.
5.Графики (на миллиметровой бумаге!).
6.Оценка погрешности измерений (указать способ оценки погрешностей, привести оценочные формулы).
7.Запись окончательного результата с учётом погрешностей измерений.
Отчёт обязательно должен содержать все пункты в указанной последовательности. При отсутствии материала к какому-либо пункту, напротив соответствующего номера ставится прочерк.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №41
ПРОВЕРКА ЗАКОНА БИО-САВАРА-ЛАПЛАСА
Магнитное поле создаётся движением электрических зарядов (протеканием токов по проводам). Силовой характеристикой магнитного поля является векторная величина, называемая магнитной индукцией 
. Модуль и направление вектора 
в данной точке зависит от значения и конфигурации токов – источников магнитного поля.
| Нахождение вектора  производится согласно закону Био-Савара-Лапласа. Отрезок провода  , по которому протекает ток I, создаёт в точке на расстоянии  элементарное поле  , направление которого определяется правилом правого винта. Величина вектора  определяется выражением:
|
(1)
mo = 4p·10-7 Гн/м – магнитная постоянная, I – ток в проводе. Индукция магнитного поля 
, создаваемая конечным участком провода от точки а до точки b, находится согласно принципу суперпозиции полей:
|
|
|
(2)
Вынося все постоянные величины из-под знака интеграла, получаем:
(2-a)
Формулы (2) и (2-а) позволяют в ряде случаев сравнительно легко рассчитать величину индукции 
магнитного поля. Направление вектора 
в любом случае определяется по правилу правого винта.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №41-А
|
|
|
