4 Контрольные вопросы
4.1 Что называется переменным током, и какие способы получения переменного тока Вы знаете?
4.2 Как записывается второе правило Кирхгофа для цепи, содержащей R, L, C и источник э.д.с. переменного тока?
4.3 Чему равен сдвиг фаз между током и напряжением на активном сопротивлении, на индуктивном сопротивлении, емкостном сопротивлении? Покажите на рисунке и нарисуйте векторную диаграмму напряжения и тока.
4.4 Нарисуйте общую векторную диаграмму напряжений и сопротивлений.
4.5 Что такое действующие значения переменного тока и напряжения?
4.6 Как вычисляется мощность в электрической цепи переменного тока?
4.7 Что такое коэффициент мощности электрической цепи, и от каких параметров цепи она зависит?
Лабораторная работа № 4 Определение удельного заряда электрона методом фокусировки в магнитном поле
Цель и задачи работы: Изучение движения электронов в магнитном поле. Определение удельного заряда электрона.
1 Общие сведения
Траектория движения
заряженной частицы зависит не только
от индукции магнитного поля
,
но и от направления скорости движения
заряда к магнитному полю. Пусть
положительно заряженная частица q
влетает под углом
в магнитное поле
Рисунок 1 Траектория движения заряженной частицы q в магнитном поле: R – радиус окружности; h – шаг винтовой линии
Скорость частицы
q,
влетевшей в магнитное поле под углом
к линиям индукции, можно разложить на
две составляющие: параллельную
вектору
и перпендикулярную к нему
.
Со стороны магнитного
поля на движущуюся заряженную частицу
действует сила Лоренца
,
перпендикулярная вектору
и изменяющая его направление. (Направление
определяется правилом левой руки).На
составляющую
магнитное поле не действует и частица
движется с постоянной скоростью
(равномерное движение). Результатом
сложения двух движений (движение по
окружности с постоянной по величине
скоростью
и равномерного перемещения со скоростью
вдоль силовой линии поля) является
движение частицы по спирали, ось которой
направлена параллельно вектору
.
Так как сила Лоренца
,
перпендикулярная к вектору
,
является центростремительной силой
:
,
(1)
и
,
а
,
где R – радиус окружности, описываемой частицей q, m – масса этой частицы.
Поэтому
.
(2)
Отсюда
.
(3)
Шаг спирали (или шаг винтовой линии)
,
(4)
где Т – период обращения частицы.
,
(5)
- называется
удельным зарядом.
Учитывая это, можно записать шаг винтовой линии
.
(6)
Скорость заряженной частицы зависит от разности потенциалов , которую она прошла в электрическом поле, и определяется по формуле
.
(7)
Поставив выражение (7) в формулы (3) и (6)
Получим формулы для радиуса и шага винтовой линии:
;
(8)
.
(9)