III. Описание установки. Рис. 6 - Электрическая схема ФПЭ-03
Рис. 6 - Электрическая схема ФПЭ-03
Рис. 7 Мультиметр ДМ3061 - прибор для измерения постоянного и переменного тока и напряжения, сопротивления, емкости, частоты. Источник питания ИП. Модуль ФПЭ-03 – схема для определения удельного заряда электрона (схема магнетрона) Геометрические размеры соленоида Длина L=0,18мм Число витков N=3300 Диаметр D=0,1м Радиус анода м IV. Порядок выполнения работы. 1. Подготовить прибор к работе. Модуль ИП. Переключатель «контроль напряжения» в крайнее положение против часовой стрелки; ручка 12-120 В регулирует анодное напряжение. Переключатель «контроль тока»- вправо ручка 2-25 В устанавливает напряжение на соленоиде и на амперметре ИП регистрируется ток. Мультиметр. Подключить выходы мультиметра к гнездам ФПЭ- 03 Черный провод: гнездо LO-нижнее гнезда РА Красный провод: гнездо I- верхнее гнездо РА 2. Включить мультиметр Включить ИП «Сеть» 3. Установить ручкой 12-120В анодное напряжение 50В по вольтметру ИП. 4. Измерить ток анода мультиметром при минимальном (начальном) значение тока соленоида. Ручкой 5-25 В изменять через 0,1 А ток соленоида , замеряя мультиметром ток анода. Измерение проводить до . 5. Повторить п. 3 и 4 при двух других значениях анодного напряжения , . 6. Результаты измерений занести в таблицу 1 7. Выключить приборы. 8. Построить на миллиметровой бумаге для каждого значения анодного напряжения сбросовую характеристику (рис. 5). Для нахождения критического значения тока в соленоиде провести до взаимного пересечения касательную к точке перегиба сбросовой характеристики (на участке ее спада), и прямую, соответствующую изменению минимальных значений анодного тока. 9. Для каждого критического значения тока в соленоиде по формуле (12) рассчитать индукцию магнитного поля . 10. Вычислить по формуле (11) для каждого значения и определить среднее значение . 11. Вычислить погрешность полученной величины для . , где
12. Результаты занести в таблицу 2.
Контрольные вопросы: 1. Опишите движение частиц в электрическом и магнитном полях в следующих случаях: а)
б)
в)
г) под углом к
2. . Когда частица движется прямолинейно? 2. Устройство магнетрона. 3. Как влияют на движение электронов: а. – анодное напряжение; б. – ток катушки. 4. Объяснить методику определения удельного заряда электрона. 5. Вывести формулу для расчета Задача №1 Заряженная частица с энергией Т =1кэВ движется в однородном магнитном поле по окружности радиусом R =1мм. Найти силу F, действующую на частицу со стороны поля. Задача №2 Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,1Тл перпендикулярно линиям индукции. Определить силу F, действующую на электрон со стороны поля, если радиус R кривизны траектории равен 0,5см. Задача №3 Электрон движется в однородном магнитном поле напряженностью Н = 4кА/м со скоростью ϑ =10Мм с . Вектор скорости направлен перпендикулярно линиям напряженности. Найти силу F, с которой поле действует на электрон, и радиус R окружности, по которой он движется. Задача №4 Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов U = 600В, влетел в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,3Тл и начал двигаться по окружности. Вычислить ее радиус R. Задача №5 Два иона, имеющие одинаковый заряд, но различные массы, влетели в однородное магнитное поле. Первый ион начал двигаться по окружности радиусом R 5см 1 = , второй ион - по окружности радиусом R = 2,5 см Найти отношение масс ионов, если они прошли одинаковую ускоряющую разность потенциалов. Задача №6 В однородном магнитном поле с индукцией В =100мкТл движется электрон по винтовой линии. Определить скорость ϑ электрона, если шаг h винтовой линии равен 20см, а радиус R = 5см. Задача №7 Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией В =100мкТл по винтовой линии, радиус R которой равен 1см и шаг h = 7,8см. Определить период Т обращения электрона и его скорость ϑ . Задача №8 В однородном магнитном поле с индукцией В = 2Тл движется протон. Траектория его движения представляет собой винтовую линию с радиусом R =10см и шагом h = 60см . Определить кинетическую энергию Т протона. Задача №9 Протон, пройдя ускоряющую разность потенциалов U = 800В , влетает в однородные, скрещенные под прямым углом магнитное (В = 50мТл) и электрическое поля. Определить напряженность Е электрического поля, если протон движется в скрещенных полях прямолинейно. Задача №10 Заряженная частица движется по окружности радиусом R =1см в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,1Тл . Параллельно магнитному полю возбуждено электрическое поле напряженностью Е =100В м . Вычислить промежуток времени t, в течение которого должно действовать электрическое поле, для того чтобы кинетическая энергия частицы возросла вдвое. Задача №11 Протон влетает со скоростью ϑ =100км с в область пространства, где имеются электрическое (Е = 210В м) и магнитное (В = 3,3мТл) поля. Напряженность Е электрического поля и магнитная индукция В совпадают по направлению. Определить ускорение протона для начального момента движения в поле, если направление вектора его скорости ϑ : 1) совпадает с общим направлением векторов Е и В; 2) перпендикулярно этому направлению. Задача №12 Определите удельный заряд частиц Q/ m , ускоренных в циклотроне в однородном магнитном поле с индукцией В =1,7Тл при частоте ускоряющего напряжения ν = 25,9МГц. Задача №13 Протоны ускоряются в циклотроне в однородном магнитном поле с индукцией В =1,2Тл . Максимальный радиус кривизны траектории протонов составляет R = 40см. Определите: 1) кинетическую энергию протонов в конце ускорения; 2) минимальную частоту ускоряющего напряжения, при которой протоны ускоряются до энергии Т = 20МэВ. Задача №14 Для определения отношения величины заряда е электрона к его массе m пучок электронов разгоняют между катодом и анодом электронно-лучевой трубки. При вылете из трубки электроны попадают в область однородного магнитного поля с индукцией В = 5⋅10−4Тл, силовые линии которого перпендикулярны скорости пучка. При этом светлое пятно на экране, находящемся за анодом, смещается на Δl = 7,5мм (относительно положения, когда магнитное поле отсутствует). Определить отношение е m, если напряжение между анодом и катодом трубки равно U =10кВ, а расстояние между анодом и экраном l =10см. Силу тяжести не учитывать. Задача №15 По обмотке длинного соленоида радиусом R = 5см протекает ток, создающий внутри соленоида однородное магнитное поле с индукцией В = 5⋅10−10Тл. Между витками соленоида (перпендикулярно его оси) вдоль радиуса в него влетает электрон со скоростью ϑ =10 м с. Определить время движения электрона внутри соленоида. Масса электрона и заряд известны.
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1357)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |