Электромагнетизм. Лабораторные работы. Ляшенко А.М - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1 Физический смысл понятий индукции и напряженности магнитного поля.
2 Запишите закон Био-Савара-Лапласа и покажите его применение к расчету поля прямого тока и поля на оси
кругового витка с током.
3 Выведите расчетные формулы для поля соленоида конечной длины.
4 Поясните физический смысл теоремы о циркуляции вектора индукции магнитного поля и ее применение для расчета
поля бесконечно длинного соленоида.
5 Объясните принцип работы, схему установки и методику измерений.
6 Как будет изменятся распределение поля вдоль оси соленоида в зависимости от соотношения между его длиной и
диаметром?
Список рекомендуемой литературы
1 Савельев И. В. Курс общей физики. Т. 2. М., 1982.
2 Детлаф А. А., Яворский Б. М. Курс физики. М., 1987.
3 Ахматов А. С. и др. Лабораторный практикум по физике. М., 1980.
4 Иродов И. Е. Основные законы электромагнетизма. М.: Высшая школа, 1983.
Лабораторная работа
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА
"МЕТОДОМ МАГНЕТРОНА"
Цель работы: ознакомиться с методом создания взаимно перпендикулярных электрического и магнитного полей,
движением электронов в таких скрещенных полях. Экспериментально определить величину удельного
заряда электрона.
Приборы и принадлежности: электронная лампа 6Е5С, соленоид, источник питания ВУП–2М, миллиамперметр,
амперметр, вольтметр, потенциометр, соединительные провода.
Методические указания
В основе одного из экспериментальных методов определения удельного заряда электрона (отношение заряда электрона
к его массе
me / ) лежат результаты исследований движения заряженных частиц во взаимно перпендикулярных магнитном и
электрическом полях. При этом траектория движения зависит от отношения заряда частицы к ее массе. Название
применяемого в работе метода обусловлено тем, что подобное движение электронов в магнитном и электрическом полях
такой же конфигурации осуществляется в магнетронах – приборах, используемых для генерации мощных электромагнитных
колебаний сверхвысокой частоты.
Основные закономерности, поясняющие данный метод, можно выявить, рассмотрев для простоты движение электрона,
влетающего со скоростью v в однородное магнитное поле, вектор индукции которого перпендикулярен направлению
движения. Как известно, в этом случае на электрон при его движении в магнитном поле действует максимальная сила
Лоренца F
л
= evB, которая перпендикулярна скорости электрона и, следовательно, является центростремительной силой. При
этом движение электрона под действием такой силы совершается по окружности, радиус которой определяется условием:
r
m
Be
2
v
v =
, (1)
где e, m, v – заряд, масса и скорость электрона соответственно; В – значение индукции магнитного поля; r – радиус
окружности.
Или
.
v
eB
m
r = (2)
Из соотношения (2) видно, что радиус кривизны траектории движения электрона будет уменьшаться с увеличением
индукции магнитного поля и увеличиваться с ростом его скорости.
Выражая величину удельного заряда из (1) получаем:
.
v
rBm
e
= (3)
Из (3) следует, что для определения отношения
me / необходимо знать скорость движения электрона v, значение
индукции магнитного поля В и радиус кривизны траектории электрона r.
На практике для моделирования такого движения электронов и определения указанных параметров поступают
следующим образом. Электроны с определенным направлением скорости движения получают с помощью двухэлектродной
электронной лампы с анодом, изготовленным в виде цилиндра, вдоль оси, которого расположен нитевидный катод. При
приложении разности потенциалов (анодного напряжения U
а
) в кольцевом пространстве между анодом и катодом создается
радиально направленное электрическое поле, под действием сил которого электроны, вылетающие из катода за счет
термоэлектронной эмиссии, будут двигаться прямолинейно вдоль радиусов анода и миллиамперметр, включенный в
анодную цепь, покажет определенное значение анодного тока I
а
. Перпендикулярное электрическому, а следовательно и

Страницы