новая папка 1 / 287862

4.При наличии фотокамеры попытаться сфотографировать газовый разряд.

5.Выключить газоразрядную лампу 3, отпустив кнопку 14 «Вихревое электрическое поле».

Задание 2. Наблюдать отсутствие газового разряда в постоянном магнитном поле.

Порядок выполнения задания (см. рис. 10).

1.Включить тумблер 12 «Постоянное магнитное поле», при этом через витки 6 на газоразрядной лампе 4 пойдет сильный постоянный ток. Индикаторная лампа 7 является индикатором тока.

2.Выключить тумблер 12 «Постоянное магнитное поле» и тумблер 10 «Сеть». Вытащить вилку из сетевой розетки.

Расчетные задания

Задание 1. Рассчитать силу переменного тока соленоида, необходимого для возникновения газового разряда в вихревом электрическом поле внутри лампы.

Исходные данные. Газоразрядная трубка радиусом r = 0,01 м находится в длинном соленоиде, имеющем n = 400 витков на каждый метр длины соленоида. Частота переменного тока ν = 40 МГц. Для зажигания разряда необходимо, чтобы на расстоянии r = 0,01 м от оси лампы амплитуда напряженности вихревого электрического поля составляла Em = 1000 В/м.

Вычислить необходимые для создания газового разряда значения параметров соленоида: 1) значение амплитуды магнитной индукции Bm; 2) значения амплитуды Im силы тока соленоида.

Порядок выполнения задания.

1.Вычислить по формуле (14) значение магнитной индукции Bm.

2.Рассчитать по формуле (2) значение силы тока Im.

3.Результаты расчета записать в табл. 1.

Таблица 1

21

Задание 2. Рассчитать основные параметры бетатрона. Исходные данные. Электроны ускоряются до максимальной

кинетической энергии W = 75 МэВ, двигаясь по орбите радиусом r = 0,5 м в однородном переменном магнитном поле частотой ν = = 250 Гц и максимальной индукцией Bm = 0,5 Тл.

Вычислить: 1) максимальное значение напряженности Em, В/м, вихревого электрического поля в цикле ускорения; 2) среднее значение напряженности E , В/м, вихревого электрического поля за одну четвертую часть периода изменения магнитного поля; 3) расстояние l, проходимое электроном за один цикл ускорения; 4) число оборотов N, совершаемых электронами за один цикл ускорения.

Порядок выполнения задания.

1.Определить по формуле (14) максимальное значение напряженности Em.

2.Рассчитать среднее значение напряженности E , В/м. Соотношение между значениями E и Em вывести самостоятельно.

3.Вычислить расстояние l, м, по формуле

W = E l,

где W указать в эВ.

4.Используя полученное значение l, рассчитать число оборо-

тов N.

5.Результаты расчета записать в табл. 2.

Таблица 2

22

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1.Дать определение магнитной индукции B.

2.В чем состоит явление электромагнитной индукции?

3.Сформулировать закон Фарадея для электромагнитной индукции.

4.Дать определение ЭДС.

5.Какова природа сторонних сил, возникающих в переменном магнитном поле?

6.Какими свойствами обладает вихревое электрическое поле?

7.Указать основные отличия вихревого электрического поля от потенциального, электростатического поля?

8.Объяснить формулу (10).

23

ЛИТЕРАТУРА

1.Калашников С.Г. Электричество: Учеб. пособие. М.: Наука. 1985.

576 с.

2.Савельев И.В. Курс общей физики: В 3 т. Т. 2: Электричество

имагнетизм. Волны. М.: Наука. 1978. 480 с.

3.Иродов И.Е. Основные законы электромагнетизма: Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. шк., 1983. 279 с.

4.Фетисов И.Н. Демонстрация вихревого электрического поля с помощью высокочастотного индукционного разряда: Современный физический практикум // Сб. тезисов докладов VII учебно-методической конференции стран Содружества. СПб.; 2002. Издат. дом Моск. физ. об-ва. М., 2002. С. 175.

24

25

Учебное издание

Фетисов Игорь Николаевич

Вихревое электрическое поле

Редактор О.М. Королева Корректор Э.Я. Ахадова

Компьютерная верстка С.А. Серебряковой

Подписано в печать 14.06.2013. Формат 60×84/16. Усл. печ. л. 1,63. Тираж 300 экз. Изд. № 119. Заказ

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана.

105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1.

26

ДЛЯ ЗАМЕТОК

28

ДЛЯ ЗАМЕТОК

28