Xem toàn bộ tài liệu Lớp 11: tại đây
Báo cáo thí nghiệm: Thực hành xác định thành phần nằm ngang của từ trường trái đất
Họ và tên………………… Lớp…………… Tổ…………
Tên bài thực hành: Xác định thành phần nằm ngang của từ trường Trái Đất
I. Mục đích thí nghiệm:
– Tìm hiểu cấu tạo và hoạt động của la bàn tang (điện kế tang)
– Sử dụng la bàn tang và máy đo điện đa năng hiện số để xác định thành phần nằm ngang của cảm ứng từ của từ trường Trái Đất.
– Rèn luyện kỹ năng sử dụng máy đo điện đa năng hiện số.
II. Cơ sở lý thuyết
* Nếu đặt một kim nam châm trong lòng một cuộn dây có dòng điện thì kim nam châm sẽ chịu đồng thời của từ trường Trái Đất và từ trường cuộn dây.
* Kim nam châm sẽ bị định hướng theo phương và chiều của từ trường tổng hợp của từ trường Trái Đất và từ trường cuộn dây.
* Để xác định thành phần nằm ngang của từ trường Trái Đất ta có thể dùng la bàn tang có nguyên tắc cấu tạo hoạt động như hình vẽ:
Khi đặt mặt phẳng cuộn dây trùng với mặt phẳng kinh tuyến từ, ta có thể xác định được BT theo công thức:
Trong đó: N là số vòng dây của cuộn dây dẫn.
I là cường độ dòng điện qua cuộn dây, d là đường kính cuộn dây, β là góc quay của kim nam châm so với vị trí ban đầu khi chưa có dòng điện qua cuộn dây.
III. Tiến trình thí nghiệm
a) Dụng cụ TN:
+ La bàn tang có N = 100, 200, 300 vòng dây; đường kính d cỡ 160 mm. (Hình 37.2 – trang 180 SGK)
+ Máy đo điện đa năng hiện số.
+ Nguồn điện một chiều 6 V– 150 mA.
+ Chiết áp điện tử để thay đổi U.
b) Tiến trình thí nghiệm.
– Điều chỉnh la bàn tang sao cho mặt thước đo góc thật sự nằm ngang, kim nam châm nằm trong mặt phẳng cuộn dây (khi chưa có dòng điện), khi đó kim chỉ thị chỉ số 0o. Giữ nguyên vị trí la bàn trong suốt quá trình thí nghiệm.
– Mắc nối tiếp cuộn dây N12 = 200 vòng của la bàn tang với ampe kế, rồi nối vào nguồn điện như hình 37.3 SGK.
– Tăng dần U cho tới khi kim chỉ thị của la bàn chỉ β= 45o thì ghi giá trị của I’ .Sau đó giảm U về giá trị 0.
– Đổi chiều dòng điện qua cuộn dây của la bàn tang, lặp lại như trên và ghi giá trị của I’’.
– Tính giá trị trung bình của cường độ dòng điện I− = (I’ + I”)/2 và BT. Ghi kết quả vào bảng số liệu.
– Lặp lại các bước thí nghiệm trên hai lần để đọc, ghi vào bảng số liệu các giá trị I’, I’’ và tính, ghi vào bảng số liệu I− , BT. Tính BT− và ΔBT.
– Lặp lại các bước thí nghiệm trên lần lượt với các cuộn dây N23 = 100 vòng và N13 = 300 vòng.
IV. Kết quả thí nghiệm:
* Thí nghiệm với cuộn dây N12 = 200 vòng, dcuộn dây = 162.10-3 ± 1.10-3 m
| Lần thí nghiệm | I’ (mA) | I’’ (mA) | I−(mA) | BT(T) |
| Lần 1 | 32,7 | 32,7 | 32,7 | 5,07.10-5 |
| Lần 2 | 32,6 | 32,5 | 32,55 | 5,05.10-5 |
| Lần 3 | 32,4 | 32,8 | 32,6 | 5,06.10-5 |
Giá trị trung bình:
Sai số trung bình:
Kết quả: BT = BT− ± ΔBT = (5,06 ± 0,01).10-5T
* Thí nghiệm với cuộn dây N23 = 100 vòng
| Lần thí nghiệm | I’ (mA) | I’’ (mA) | I−(mA) | BT(T) |
| Lần 1 | 12,5 | 12,6 | 12,55 | 9,74.10-6 |
| Lần 2 | 12,6 | 12,7 | 12,65 | 9,81.10-6 |
| Lần 3 | 12,7 | 12,6 | 12,65 | 9,81.10-6 |
Giá trị trung bình:
Sai số trung bình:
Kết quả: BT = BT− ± ΔBT = (9,787 ± 0,035).10-6T
* Thí nghiệm với cuộn dây N13 = 300 vòng
| Lần thí nghiệm | I’ (mA) | I’’ (mA) | I−(mA) | BT(T) |
| Lần 1 | 11,6 | 11,7 | 11,65 | 2,71.10-5 |
| Lần 2 | 11,5 | 11,9 | 11,70 | 2,72.10-5 |
| Lần 3 | 11,3 | 12,0 | 11,65 | 2,71.10-5 |
Giá trị trung bình:
Sai số trung bình:
Kết quả: BT = BT− ± ΔBT = (2,713 ± 0,005).10-5T
* Nhận xét về kết quả thí nghiệm:
– Các kết quả tính BT trong ba thí nghiệm có sự chênh lệch nhau lớn, nguyên nhân là do một phần sai số từ quá trình đo đạc và làm thực nghiệm. Một phần là do từ trường Trái Đất không ổn định liên tục, có ảnh hưởng của từ trường ngoài trong phòng thí nghiệm.
Trả lời Câu hỏi (trang 181)