Московский государственный технический университет
имени Н. Э. Баумана
И. Н. Фетисов
ЭНЕРГИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
Методические указания
к выполнению лабораторной работы Э-61
по курсу общей физики
Под редакцией А. В. Семиколенова
Москва
Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана
2012
УДК 538. 6
ББК 22. 334
Ф45
Р е ц е н з е н т Е. К. Кузьмина
Фетисов И. Н. Ф45 Энергия магнитного поля : метод. указания к выполне-
нию лабораторной работы Э-61 по курсу общей физики
/ И. Н. Фетисов ; под ред. А. В. Семиколенова. — М. : Изд-во
МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2012. — 31, [5] с.
: ил. Рассмотрены основные законы магнитного поля и элек-
тромагнитной индукции. Изложены методики измерения
энергии магнитного поля с помощью калориметра. Дано опи-
сание лабораторной установки. Приведен порядок выполне-
ния работы. Для студентов 2-го курса всех специальностей МГТУ
им. Н. Э. Баумана. Рекомендовано учебно-методической комиссией НУК ФН. УДК 538. 6
ББК 22. 334
© МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2012
2
ВВЕДЕНИЕ
Электромагнитное поле — особая форма материи, посред-
ством которой осуществляется взаимодействие между движущи-
мися электрически заряженными частицами. Электромагнитное
поле имеет две переменные составляющие — электрическое поле
и магнитное поле, взаимно превращающиеся друг в друга. Полное
описание электрических и магнитных полей в их взаимосвязи да-
ют уравнения Максвелла [1—3]. Электрическое и магнитное поля существуют раздельно в виде
постоянных полей. Источниками постоянного магнитного поля
являются намагниченные тела, проводники с током и движущиеся
электрически заряженные частицы. Природа этих источников еди-
на: магнитное поле возникает в результате движения заряженных
микрочастиц (электронов, протонов, ионов), а также благодаря
наличию собственного (так называемого спинового) магнитного
момента у элементарных частиц. Цель работы — ознакомление с магнитным полем и электро-
магнитной индукцией, изучение энергии магнитного поля катушки
индуктивности с помощью калориметра.
3
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1. Силовое действие электромагнитного поля
Основными характеристиками электрического и магнитного
полей являются напряженность электрического поля E и магнит-
ная индукция B, которые определяются через силы, действующие
на точечный положительный электрический заряд q, находящийся
в данной точке поля:
Fэ = qE;
Fм = q [ v, B ]. (1)
В отличие от электрического поля в магнитном поле сила дей-
ствует только на движущийся заряд (v — вектор скорости части-
цы). Модуль магнитной силы
Fм = qvB sin α,
где α — угол между векторами v и B.