- •Часть 2 магнитное поле
- •Введение
- •Часть 2 Магнитное поле, предназначен для студентов очного и заочного отделений всех специальностей.
- •2 Описание установки и вывод расчетной формулы
- •3 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов
- •4 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 Электромагнитная индукция. Определение индуктивности и взаимной индуктивности катушек
- •1 Общие сведения
- •2.1 Описание установки и вывод расчетной формулы
- •3.1 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов
- •2.2 Описание установки и вывод расчетной формы
- •3.2 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов
- •4 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 Изучение закона Ома для переменного тока
- •1 Общие сведения
- •2 Описание установки и вывод расчетной формулы
- •Uоr ,uоl, uоc и iо; б – сложение векторов uоr ,uol, uoc
- •3 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов
- •Задание 1
- •4 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 Определение удельного заряда электрона методом фокусировки в магнитном поле
- •1 Общие сведения
- •2 Описание установки и вывод расчетной формулы
- •3 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов
- •4 Контрольные вопросы
- •2 Описание установки и вывод расчетной формулы
- •3 Порядок выполнения работы и требование к оформлению результатов
- •4 Контрольные вопросы
- •2 Описание установки и вывод расчетной формулы
- •3 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов
- •4 Контрольные вопросы
- •2 Описание установки и вывод расчетной формулы
- •3 Порядок выполнения работы и требования к оформлению результатов
- •4 Контрольные вопросы
- •Библиографический список
4 Контрольные вопросы
4.1 Что называется переменным током, и какие способы получения переменного тока Вы знаете?
4.2 Как записывается второе правило Кирхгофа для цепи, содержащей R, L, C и источник э.д.с. переменного тока?
4.3 Чему равен сдвиг фаз между током и напряжением на активном сопротивлении, на индуктивном сопротивлении, емкостном сопротивлении? Покажите на рисунке и нарисуйте векторную диаграмму напряжения и тока.
4.4 Нарисуйте общую векторную диаграмму напряжений и сопротивлений.
4.5 Что такое действующие значения переменного тока и напряжения?
4.6 Как вычисляется мощность в электрической цепи переменного тока?
4.7 Что такое коэффициент мощности электрической цепи, и от каких параметров цепи она зависит?
Лабораторная работа № 4 Определение удельного заряда электрона методом фокусировки в магнитном поле
Цель и задачи работы: Изучение движения электронов в магнитном поле. Определение удельного заряда электрона.
1 Общие сведения
Траектория движения заряженной частицы зависит не только от индукции магнитного поля , но и от направления скорости движения заряда к магнитному полю. Пусть положительно заряженная частица q влетает под углом в магнитное поле
Рисунок 1 Траектория движения заряженной частицы q в магнитном поле: R – радиус окружности; h – шаг винтовой линии
Скорость частицы q, влетевшей в магнитное поле под углом к линиям индукции, можно разложить на две составляющие: параллельную вектору и перпендикулярную к нему .
Со стороны магнитного поля на движущуюся заряженную частицу действует сила Лоренца , перпендикулярная вектору и изменяющая его направление. (Направление определяется правилом левой руки).На составляющую магнитное поле не действует и частица движется с постоянной скоростью (равномерное движение). Результатом сложения двух движений (движение по окружности с постоянной по величине скоростью и равномерного перемещения со скоростью вдоль силовой линии поля) является движение частицы по спирали, ось которой направлена параллельно вектору .
Так как сила Лоренца , перпендикулярная к вектору , является центростремительной силой :
, (1)
и , а ,
где R – радиус окружности, описываемой частицей q, m – масса этой частицы.
Поэтому
. (2)
Отсюда
. (3)
Шаг спирали (или шаг винтовой линии)
, (4)
где Т – период обращения частицы.
, (5)
- называется удельным зарядом.
Учитывая это, можно записать шаг винтовой линии
. (6)
Скорость заряженной частицы зависит от разности потенциалов , которую она прошла в электрическом поле, и определяется по формуле
. (7)
Поставив выражение (7) в формулы (3) и (6)
Получим формулы для радиуса и шага винтовой линии:
; (8)
. (9)