2. Порядок выполнения работы
1.
Снятие и построение графиков зависимости
анодного тока
от тока соленоида
в магнетроне
1. Перед включением схемы (рис. 1) к источникам тока определить цену деления каждого измерительного прибора.
Примечание: в некоторых установках миллиамперметр и вольтметр в анодной цепи не вмонтированы в выпрямитель I, а в других установках на панели.
Рис. 1. Схема подключения магнетрона к источнику тока: I – выпрямитель в цепи электронной лампы; II – выпрямитель в цепи соленоида
К источнику тока собранные схемы включать в сеть в присутствии лаборанта или преподавателя!
2. Вилку выпрямителя I включить в сеть переменного тока напряжением 220 В.
3. Включить ключ 2 на выпрямителе I.
4.
Ручкой потенциометра 1 на выпрямителе
I установить постоянное напряжение
между катодом и анодом лампы.
5. Записать максимальное значение анодного тока.
6. Включить в сеть переменного тока выпрямитель II, от которого ток подается на соленоид “С” магнетрона.
7.
Ручкой 3 на выпрямителе II менять ток в
соленоиде от 0 до 2 А через каждые 0,2
0,25
А.
8. Для каждого значения тока соленоида записывать значение тока лампы .
9.
Пункты 5 – 8 повторить для анодного
напряжения
и
.
10. Полученные данные занести в таблицу.
11.
Построить три графика зависимости
анодного тока от силы тока соленоида
.
12. Выбрать из трех графиков один, который наиболее похож на теоретический (рис.2)
рис.2
График зависимости анодного тока
от тока соленоида
магнетрона
-
критическое значение тока соленоида
при данном значении
2. Вычисление силы Лоренца
1. По выбранному графику определить критическое значение тока соленоида
2.
Рассчитать критическое значение индукции
магнитного поля соленоида, используя
формулу
,
где
;
–
число витков, приходящееся на единицу
длины соленоида;
-
магнитная постоянная
3. По значению анодного напряжения выбранного графика , вычислить скорость электрона по формуле
,
где
-
заряд электрона,
-
анодное напряжение,
-
масса электрона.
4. Рассчитать силу Лоренца по формуле
.
3. Вычисление периода вращения электрона
1. Вычислить период вращения электрона в лампе магнетрона по критическому значению индукции для выбранного графика по формуле
4. Вычисление радиуса траектории вращения электрона в лампе магнетрона.
1. Вычислить радиус траектории вращения электрона в лампе магнетрона по формуле
.
3. Контрольные вопросы
1. Какое устройство называется магнетроном?
2. От чего зависит скорость электронов, вылетающих из катода лампы?
3. На основании какого явления происходит выход электронов из катода лампы?
4. Почему при некотором значении тока соленоида электроны в лампе не попадают на анод?
5. Совершает ли работу сила Лоренца?
6. Зависит ли период Т вращения электронов в магнетроне от их начальной скорости?
7. Оказывает ли существенное влияние на траекторию электрона в магнетроне магнитное поле Земли и почему?
8. Как определяется направление силы Лоренца, действующей на электрон в магнетроне?
9. Изобразите траектории электронов в магнетроне при различных значениях тока в соленоиде .
Список литературы
1. Трофимова, Т.И. Курс физики : учеб. пособие для вузов / Т.И. Трофимова. – 17-е изд., стер. – М. : Академия, 2008. – 560 с.
2. Савельев, И.В. Курс физики : учеб. пособие для вузов. В 3 т. Т. 2. Электричество. Колебания и волны. Волновая оптика / И.В. Савельев. – 4-е изд., стер.– СПб. : Лань, 2008. – 480 с.
3. Зисман, Г.А. Курс общей физики: учеб. пособие для вузов. В 3 т. Т. 2. Электричество и магнетизм / Г.А. Зисман, О.М. Тодес. – 7-е изд., стер. – СПб. : Лань, 2007. – 352 с.