Порядок выполнения работы

1. Собрать электрические цепи, изображенные на рис.4. Установить соленоид на лампу 6С5С. После проверки цепи лаборантом включить выпрямитель В₁ в сеть. Предварительно все регуляторы поставить в нулевое положение.

2. Включить выпрямитель В₂ в сеть. После прогрева лампы (1–2 мин.) записать напряжение U (В) и анодный ток I_a (mА). Ток I_a измеряется миллиамперметром “mA” (вольтметр В7-22А), напряжение U – вольтметром “V” (Расположен на выпрямителе В₁. Определяет напряжение, подаваемое между катодом и анодом). Ток соленоида I_c=0А (Амперметр находится на выпрямителе В₂).

3. Постепенно увеличивая ток соленоида регулятором грубой настройки 1, устанавливая точное значение регулятором 2 (выпрямитель В₂ рис.4) качественно пронаблюдать изменение анодного тока I_a от тока соленоида I_c. Силу тока в соленоиде необходимо менять через 0,5А в интервале от 0 до 5А.

4. На основании полученных данных вычертить 2 кривые. Первая из них даёт зависимость силы анодного тока от силы тока в соленоиде, т.е. I_a=f(I_c) кривая 1. Вторая кривая даёт зависимость производной силы тока в анодной цепи по силе тока в соленоиде от тока в соленоиде, т.е. (кривая 2).

На рис.5 в произвольном масштабе показаны графики функций I_a=f(I_c) и .C целью упрощения обработки результатов интервал приращения тока соленоида целесообразно выбрать постоянным. Разобьем каждый полный интервал (0,5А) изменения тока в соленоиде на малые интервалы в 0,25A (20 интервалов). Найдем изменение анодного тока ∆I_a для каждого интервала 0,25A. Найденные значения изменения анодного тока ∆I_a для каждого интервала ∆I_с необходимо отобразить на графике принимая значение тока соленоидаI_c для середины рассматриваемого интервала в 0,25А. Тогда зависимость I_a=f(I_c) (кривая 1) можно заменить на (кривая 2). Пример нахождения∆I_a, ∆I_с и определение I_c для одного интервала показан на рис.5. По положению максимума кривой найти критический ток I_к отметив его на графике.

рис.5

5. Измерить линейкой длину намотки L и средний диаметр D соленоида. Число витков соленоида и параметр соответственно равны N=800; R=4,81мм.

6. Рассчитать удельный заряд по формуле (9).

7. Вычислить относительную погрешность полученного результата для удельного заряда электрона.

8. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу. (Таблица рисуется произвольно).

9. Сделать соответствующие выводы.

Контрольные вопросы

Что называется удельным зарядом частицы?
В чем состоит сущность явления термоэлектронной эмиссии?
Опишите принципиальную схему устройства магнетрона. В чем заключается сущность метода магнетрона?
Почему в сбросовой характеристике отсутствует резкий спад?
Каково влияние рода исследуемых частиц на сбросовую характеристику I_a=f(I_c).
Выведите формулу (9).
Объясните взаимодействие элементов электрической цепи, используемой в работе.

Литература

Савельев И.В. Курс общей физики, т.2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика: Учебное пособие. – 2-е изд., перераб. – М.: Наука. Главная редакция физико–математической литературы, 1982. – 496с.
Кортнев А.В. Практикум по физике. /Кортнев А.В., Рублев Ю.В., Кузнецов А.М.: – М: Высшая школа, 1963. – 516с.
Яворский Б.М., Детлаф А.А., Милковская Л.Б. Курс физики. т.2. Электричество и Магнетизм изд. 2-е исправленное. М.: Высш. школ, 1964. – 432с.
Конспект лекции.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

Изучение процесса зарядки и разрядки конденсатора

Цель работы: 1.Изучение процессов зарядки и разрядки конденсатора через сопротивление.

2.Определение величины сопротивления при указанных процессах, если известна величина емкости конденсатора.

3.Вычислить погрешность измерений.

Приборы и принадлежности: Источник постоянного тока, конденсатор , сопротивлениеR, вольтметр, секундомер.

Краткая теория

Рассмотрим цепь, показанную на рис.1. Она содержит конденсатор С, сопротивление R и источник постоянного тока, ЭДС которого .

рис.1

1. Зарядка конденсатора

Пусть при разомкнутом ключе K конденсатор С разряжен (). При замыкании ключаK в момент времени t₀ по цепи потечет ток I и конденсатор начнет заряжаться. По мере накопления заряда на обкладках конденсатора появится разность потенциалов . Как накопление заряда, так и изменение разности потенциалов на обкладках конденсатора происходит не мгновенно, а за некоторый конечный промежуток времени.