4. Контрольные вопросы

1. Что такое магнитное поле? Как оно себя проявляет?

2. Как ведет себя рамка с током в магнитном поле?

3. Как определить вектор магнитной индукции? Что он характеризует?

4. В чем состоит закон Био-Савара-Лапласа и как на его основе вычислить магнитное поле прямолинейного проводника с током?

5. Расскажите, что Вам известно о силе Ампера.

6. Рассчитайте силу взаимодействия двух прямых постоянных токов.

7. Как определить силу, действующую на плоский контур с током в неоднородном магнитном поле?

8. Как ведет себя проводник с током в однородном магнитном поле?

9. Расскажите о лабораторной установке.

10. Как влияет краевой эффект на результаты эксперимента? Как его учесть?

11. Какова зависимость силы Ампера от величины зазора и силы тока?

12. В чем состоит методика эксперимента?

13. Как доказать, что сила Ампера перпендикулярна проводнику с током?

5. Содержание отчета

Отчет по работе должен содержать название работы, ее цель, краткие теоретические сведения, рисунок лабораторной установки, рисунки проводника в магнитном поле с указанием всех действующих на него сил, сводку расчетных формул, результаты эксперимента и обработки его результатов, табл. 3.1 и 3.2, графики зависимости F_a=f(I) и F_a=f(а), обработку результатов методом НК, выводы по работе.

7. Список литературы

1. Иродов, И.Е. Электромагнетизм. : Учебное пособие /И.Е. Иродов.- М: Физматлит, 2001.- 430с.

2. Савельев, И.В. Курс общей физики .В 3-х т. [Текст] : Учебное пособие / И. В. Савельев. – Изд.5-е,стереотип. – СПб.: Изд-во “Лань”, 2006. - Т.2. Электричество и магнетизм. Оптика. – 496с.

8. Приложение

В экспериментах часто требуется построить график зависимости полученной в работе физической величина Y от измеренной физической величины х, аппроксимируя Y(x) линейной функцией , где k, b – постоянные. Графиком такой зависимости является прямая, а угловой коэффициент k часто сам является основной целью эксперимента. Естественно, что k в этом случае представляет собой также физический параметр, который должен быть определен с присущей данному эксперименту точностью. Одним из методов решения данной задачи является метод парных точек. Однако следует иметь в виду, что метод парных точек применим при наличии большого числа точек n ~ 10, кроме того, он является достаточно трудоемким. Более простым и при его аккуратном исполнении, не уступающим в точности методу парных точек, является следующий графический метод определения :

1) По экспериментальным точкам, нанесенным с погрешностями, проводится прямая с использованием метода наименьших квадратов (МНК). Основополагающей идеей аппроксимации по МНК является минимизация суммарного среднеквадратичного отклонения экспериментальных точек от искомой прямой

.

При этом коэффициенты определяются из условий минимизации:

Здесь - экспериментально измеренные значения, n – число экспериментальных точек. В результате решения данной системы имеем выражения для расчета коэффициентов по экспериментально измеренным значениям:

2) После вычисления коэффициентов проводится искомая прямая. Затем выбирается экспериментальная точка, имеющая наибольшее, с учетом ее погрешности, отклонение от графика в вертикальном направлении Y_max как указано на рис П.1. Тогда относительная погрешность k/k, о бусловленная неточностью значений Y, , где измерительный интервал значений Y от max до min. При этом в обеих частях равенства стоят безразмерные величины, поэтому Y_max и можно одновременно вычислять в мм по графику или одновременно брать с учетом размерности Y.

3) Аналогично вычисляется относительная погрешность , обусловленная погрешностью при определении х.

.

4) . Если одна из погрешностей, например, , или величина х имеет очень малые погрешности х, незаметные на графике, то можно считать k= k_y.

5) Абсолютная погрешность k=k^.k. В результате .