Порядок выполнения работы. 1. Собрать электрическую схему установки (рис.3)
1. Собрать электрическую схему установки (рис.3).
2. Установить анодное напряжение Ua = 50 В по вольтметру ИП.
3. Изменяя ток в соленоиде от минимального (начального) значения до максимального (2,5 А) через 0,1 А при постоянном анодном напряжении, снять сбросовую характеристику, т.е. зависимость анодного тока ia от тока в соленоиде iC. Значения анодного тока ia определяются по прибору РА, а значения тока в соленоиде определяются по показаниям амперметра ИП. Данные занести в таблицу 1.
Таблица 1
| Ua = | Ua = | Ua = | |||
| iC | ia | iC | ia | iC | ia |
4. Повторить п.п. 2 и 3 при двух других значениях анодного напряжения (40 В, 60 В). Результаты измерений занести
в табл. 1.
5. Для каждого значения анодного напряжения построить сбросовую характеристику, откладывая по оси ординат значения анодного тока, а по оси абсцисс – значения тока в соленоиде. Для нахождения критического значения тока в соленоиде ik провести до взаимного пересечения касательную в точке перегиба сбросовой характеристики (на участке ее спада) и прямую, соответствующую изменению минимальных значений анодного тока (см. рис. 4). Занести полученные значения ik в табл. 2.
Таблица 2.
| Ua | ik | Bk | e/m |
6. Для каждого критического значения тока в соленоиде рассчитать по формуле (10) критическое значение магнитной индукции Bk, где L = 167 мм, D = 85 мм, N = 2700, ra = 1 мм и rk = 0,1 мм.
7. Вычислите e/m по формуле (9) для каждого значения критического поля в соленоиде и определите ее среднее значение.
Контрольные вопросы
1. В чем суть метода магнетрона для определения отношения e/m?
2. Влияет ли на величину Вk изменение направления тока в соленоиде на противоположное?
3. Запишите выражение для силы Лоренца в векторной форме.
4. Как определить направление силы Лоренца?
5. Как будет двигаться заряд в однородном магнитном поле, если вектор скорости и вектор индукции:
а) параллельны; б) перпендикулярны; в) расположены под углом 0 < a <90°?
6. Почему при увеличении тока соленоида ток анода магнетрона изменяется плавно, а не скачком?
Литература
1. И.В.Савельев. Курс общей физики. Т.2. М: Наука, 1988. – 431 с.
2. И.В.Савельев. Курс общей физики: В 5 кн.: Кн. 2: Электричество и магнетизм: Учебное пособие для вузов. Изд. АСТ, Астрель, 2008.- 336 с.
3. Калашников С.Г. Электричество.- M.: Физматлит, 2003. - 624 с
4. Лабораторные занятия по физике. /Под ред. Гольдина Л.Л. – М.: Наука, 1983.-704 с.