Физика. Вариант№3. Лабораторная работа №2. Измерение удельного заряда электрона методом магнетрона

Лабораторная работа No2 вариант No3
Измерение удельного заряда электрона методом магнетрона
Ознакомиться с законами движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.
2. Определить удельный заряд электрона с помощью цилиндрического магнетрона.
4. ЗАДАНИЕ
5.1 Снять зависимость анодного тока от тока соленоида.
Таблица значений анодного напряжения
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
Ua 18 19 20 21 22 18 19 20 21 22
При запуске программы открывается окно измерений для снятия зависимости анодного тока от тока соленоида (Рис.9). Вы должны установить анодное напряжение согласно своему варианту и задавать ток соленоида от 0 мА до 800 мА с шагом 80 мА, каждый раз нажимая кнопку «Вычислить». При этом в таблице справа будут появляться значения тока соленоида и анодного тока.

Рис. 9
5.2 Построить график зависимости анодного тока от тока соленоида.
После того, как произведены ВСЕ измерения, график зависимости тока анода от тока соленоида строится автоматически при нажатии кнопки «Построить график» (рис.10). Сохраните график (сделайте скриншот) и вставьте его в отчет


Рис. 10
5.3. Продифференцировать полученную зависимость и определить критический ток соленоида.
Дифференцирование данной зависимости также производится автоматически, после нажатия кнопки «Построить график зависимости » (Рис.11).


Рис. 11
По графику определите критическое значение тока соленоида. Запишите полученное значение. Сохраните график (сделайте скриншот) и вставьте его в отчет.
5.4 Произведите расчет экспериментального значения удельного заряда электрона по формуле (8)
Данные для расчета приведены в окне программы (рис.12) . Число витков соленоида: N=1500. Длина соленоида: l=10 см. Радиус анода лампы равен Ra= 5 мм, магнитная постоянная: 0 = 4107 Гн/м. Значение тока соленоида подставляется в мА!
Рис.12
5.5 Определите теоретическое значение удельного заряда электрона. Значения массы электрона и величины его заряда возьмите в справочных таблицах.
5.6 Определите относительную погрешность измерений по формуле:

5.7 Сделайте вывод из работы


.
5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Опишите действие электрических сил на электрон в магнетроне.
2. Опишите действие магнитных сил на электроны в магнетроне.
3. Изобразите направление электрического и магнитного полей в магнетроне в случае движения электронов по траекториям, изображенным на рис.5
4. Запишите второй закон Ньютона для электрона в магнетроне. Укажите направление действующих на электрон сил.
5. Выведите формулу (8) для определения удельного заряда электрона.

6. Полагая катод заряженной нитью диаметром 1 мм, оцените величину напряженности электрического поля вблизи катода (Используйте данные в лабораторной работе радиус анода, анодное напряжение).

сдана в 2019году. Оценка зачет. Преподаватель Моргачев.