Описание установки. Помещенная в магнитное поле стрелка устанавливается вдоль поля, двигаясь так же, как и рамка с током

Рис. 4.5. Экспериментальная установка для исследования магнитного поля

Помещенная в магнитное поле стрелка устанавливается вдоль поля, двигаясь так же, как и рамка с током. Такая ориентация стрелки происходит не мгновенно: внесенная в поле стрелка перед тем, как остановиться, совершает несколько колебаний. Период таких колебаний зависит от напряженности магнитного поля и, следовательно, от силы тока в соленоиде.

Можно установить экспериментально, что период колебаний убывает по мере увеличения силы тока, причем произведение силы тока и квадрата периода колебаний стрелки является постоянной величиной. Так, для двух значений силы тока , можно записать: , где C – некоторая постоянная величина. Как видно из формулы (4.6), напряженность поля соленоида пропорциональна току :

, . (4.8)

С учетом этого получим

. (4.9)

Значит, измеряя период колебаний магнитной стрелки, можно определить напряженность поля по формуле

. (4.10)

Лабораторная установка для определения напряженности магнитного поля показана на рис. 4.5. На немагнитной подставке 1 укреплен короткий соленоид 2, магнитное поле в котором создается электрической цепью 3, состоящей из блока питания, реостата и амперметра. На штативе 4 закреплена направляющая 5, на которой укреплена магнитная стрелка 6. Положение стрелки фиксируется по линейке 7.