Главная страница
Навигация по странице:

  • Цель эксперимента

  • Основные понятия

  • Методика эксперимента

  • Рисунок 1. Диалоговое окно эксперимента

  • Получите у преподавателя допуск для выполнения измерений. Порядок измерений

  • ТАБЛИЦА 1. Напряженность электрического поля

  • ТАБЛИЦА 2. Результаты измерений при Е = ____ В/м, L = _____ м.

  • Обработка результатов измерений

    		•

    методичка-электрика. Методические указания по выполнению лабораторных работ по физике для студентов, обучающихся по специальности 190601 Автомобили и автомобильное хозяйство


    Скачать 1.07 Mb.
    НазваниеМетодические указания по выполнению лабораторных работ по физике для студентов, обучающихся по специальности 190601 Автомобили и автомобильное хозяйство
    Анкорметодичка-электрика.doc
    Дата21.09.2018
    Размер1.07 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файламетодичка-электрика.doc
    ТипМетодические указания
    #24897
    страница4 из 9
    1   2   3   4   5   6   7   8   9

    ДВИЖЕНИЕ ЗАРЯЖЕННОЙ ЧАСТИЦЫ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ



    Цель эксперимента:

    1. Знакомство с моделью процесса движения заряда в однородном электрическом поле.

    2. Экспериментальное исследование закономерностей движения точечного заряда в однородном электрическом поле.

    3. Экспериментальное определение величины удельного заряда частицы.

    Основные понятия

    Движение заряженных частиц в электрическом поле широко используется в современных электронных приборах, в частности, в электронно-лучевых трубках с электростатической системой отклонения электронного пучка.

    ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД есть величина, характеризующая способность объекта создавать электрическое поле и взаимодействовать с электрическим полем.

    ТОЧЕЧНЫЙ ЗАРЯД это абстрактный объект (модель), имеющий вид материальной точки, несущей электрический заряд (заряженная МТ).

    ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ есть область пространства, в которой на заряженный объект действует сила, называемая электрической.

    ОСНОВНЫМИ СВОЙСТВАМИ заряда являются

    • аддитивность (суммируемость);

    • инвариантность (одинаковость во всех инерциальных системах отсчета);

    • дискретность (наличие элементарного заряда, обозначаемого е, и кратность любого заряда этому элементарному: q = Ne, где N - любое целое положительное и отрицательное число);

    • подчинение закону сохранения заряда (суммарный заряд электрически изолированной системы, через границы которой не могут проникать заряженные частицы, сохраняется);

    • наличие положительных и отрицательных зарядов (заряд величина алгебраическая).

    ЗАКОН КУЛОНА определяет силу взаимодействия двух точечных зарядов , где - единичный вектор, направленный от первого заряда q1 ко второму q2.

    НАПРЯЖЕННОСТЬЮ называется векторная характеристика поля, численно равная отношению силы , действующей на точечный заряд, к величине q этого заряда: . Если задана напряженность электрического поля, тогда сила, действующая на заряд, будет определяться формулой .

    ОДНОРОДНЫМ называется поле, напряженность которого во всех точках одинакова как по величине, так и по направлению. Сила, действующая на заряженную частицу в однородном поле, везде одинакова, поэтому неизменным будет и ускорение частицы, определяемое вторым законом Ньютона (при малых скоростях движения V<= const. Тогда Y = , и

    VY = , где Y - смещение частицы по вертикали и VY - вертикальная компонента скорости в момент времени, когда частица вылетает из конденсатора.

    Методика эксперимента

    Запустите программу «Открытая физика 2.5». Выберите в разделе «Содержание» пункт 1.2 «Электрическое поле».

    Перейдите от окна теории к окну модели, щелкнув по изображению «Модель. Движение заряда в электрическом поле». Внимательно рассмотрите рисунок, найдите все регуляторы и другие основные элементы.



    Рисунок 1. Диалоговое окно эксперимента

    Зарисуйте поле эксперимента и траекторию движения частицы. Нажав кнопку «Старт», наблюдайте на экране движение частицы.

    Получите у преподавателя допуск для выполнения измерений.
    Порядок измерений:

    1. Подведите маркер мыши к движку регулятора напряженности Е. Нажмите левую кнопку мыши и, удерживая ее в нажатом состоянии, меняйте Е. Установите числовое значение Е, равное взятому из таблицы 1 для вашей бригады.

    2. Аналогичным способом установите V0X = 2 106 м/с, V0Y = 0. Нажав кнопку «Старт», наблюдайте движение частицы. Увеличивая V0X , подберите минимальное значение, при котором частица вылетает из конденсатора. Запишите значение длины пластин конденсатора L.

    3. Проведите измерения параметров движения частицы в момент вылета из конденсатора. Запишите числовые значения с экрана в таблицу 2.

    4. Повторите измерения по п.3 еще 5 раз, каждый раз увеличивая V0X на 0.2 106 м/с. Результаты записывайте в таблицу 2.

    ТАБЛИЦА 1. Напряженность электрического поля

    Бригада
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8

    Е [В/м]
    100
    200
    300
    400
    -100
    -200
    -300
    -400

    ТАБЛИЦА 2. Результаты измерений при Е = ____ В/м, L = _____ м.

    V0X [Мм/с]





















    Y[мм]





















    X[мм]





















    tДВ [нс]





















    VX [Мм/с]





















    VY [Мм/с]






















    Обработка результатов измерений

    1. Постройте на отдельных листах графики экспериментальных зависимостей

    • вертикального смещения на вылете из конденсатора (Y) от квадрата обратной начальной скорости (1/V0X)2 ,

    • вертикальной составляющей скорости VY на вылете из конденсатора от обратной начальной скорости (1/V0X).

    1. Для каждого графика определите по его наклону экспериментальное значение удельного заряда частицы, используя формулы для первого и для второго.

    2. Рассчитайте среднее значение экспериментально полученного удельного заряда частицы.

    3. Запишите ответ. Сформулируйте выводы по ответу и графикам.


    Табличное значение удельного заряда электрона e/m = 1.76 1011 Кл/кг.

    Лабораторная работа №5
    1   2   3   4   5   6   7   8   9

    написать администратору сайта