Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Подготовка к работе. 1. Открыть папку «Lorenc» и файл «Solenoid.ехе»
1. Открыть папку «Lorenc» и файл «Solenoid.ехе». Зависимость величины магнитной индукции на оси соленоида от силы тока, числа и радиуса витков демонстрируется на 2D моде-ли Соленоид с однослойной обмоткой рассечен по диаметру, где схематично показано направление тока в его витках (см.рис.1). С помощью горячих клавиш (указаны в левом верхнем углу) можно изменять величину и направление тока, число и радиус витков соленоида. Распределение величины и направления векто-
- 8 - ра магнитной индукции по длине соленоида представлены в виде графика и вектора В, который перемещают с помощью мыши вдоль оси соленоида. В левом верхнем углу выводятся текущие значения физических величин, изменяемых и измеряемых в ходе работы программы. Более подробная информация о 2D модели, ее функциональных возможностях, приведена в справке (F1). Возможен переход на 3D модель (Enter) или возращение в папку (Esc). 2. Движение заряженных частиц в магнитном поле соленоида демонстрируется на 3D модели. Для этого необходимо открыть папку «Lorenc» и файл «SolenoidGL.ехе». Вызовите справку (F1) и познакомьтесь с элементами управления главной панели. Нажать на кнопку «угол поля зрения» и удалить мышкой соленоид до размеров, соответствующих FPS 20. С помощью кнопок «ограничение модификации по одной или по двум осям», «поворот» и «перемещение» расположить соленоид на главной панели так, чтобы было удобно наблюдать за движением частицы (см. рис..2). Вызвать панель настройки (F2) и нажать на клавиши «Выбор частицы» и «Параметры». Программой предусмотрены два режима: 1) демонстрационный режим (демо режим); 2) режим виртуального эксперимента.
Выполнение работы
Задание 1 Исследование зависимости распределения величины магнитной индукции на оси соленоида от его параметров. 1. Перейти на 2D модель (См. «Подготовка к работе», пункт1). 1. Установить определенное значение числа витков и радиус соленоида. Изменяйте силу тока в интервале от –10А до 10А. 2. Установите силу тока в 10А и число витков 15. Изменяйте радиус соленоида через 10 мм. 3. Установите силу тока в 10А и радиус соленоида 30мм. Изме-няйте число витков в интервале от 1 до 20. 4. По проделанной работе сделать вывод. В выводе указать, как влияют параметры соленоида и величина тока в нем на величину магнитной индукции и на область однородного магнитного поля.
- 9 - Задание 2 Установить влияние магнитного поля соленоида на характер движения заряженной частицы. 1. Перейти на 3D модель (См. «Подготовка к работе», пункт 2). 2. Выбрать для эксперимента заряженную частицу. С помощью регуляторов поочередно устанавливать: различное количество витков соленоида; минимальное (максимальное) значение тока в соленоиде; максимальную и минимальную скорости частицы; угол наклона вектора скорости v частицы к вектору магнитной индукции. 3. Повторить пункт 3 для другой частицы. 4. По проделанному заданию сделать вывод. Задание 3 Определение удельного заряда неизвестной частицы. 1. Установить режим эксперимента (F3 или на панели «Настрой-ка» нажать клавишу «Эксперимент»). 2. Выбрать способ измерения: по радиусу. 3. Вызвать панель «Параметры» и с помощью регуляторов «V» и «I» подобрать радиус траектории, удобный для измерений. По умолчанию регулятор «аlfa» установлен на 90°, а частица находится в центре соленоида. 4. Записать значения радиуса траектории и всех величин, указанных на панели «Параметры». 5. Вычислить значение удельного заряда частицы по формуле, которую получают совместным решением уравнений (2), (5 -7). 6. Сравнить полученное значение q/m с табличным значением удельных зарядов (q/m) частиц, участвующих в эксперименте. Определить тип частицы и погрешность измерения по формуле ε= |q/m – (q/m)т|/ q/m. 7. Выбрать способ измерения: по шагу винтовой линии (рис.2). Регулятором «аlfa» установить 70 – 800, а регуляторами «V» и «I» подобрать шаг винтовой линии, удобной для измерений. 8. Записать значение шага винтовой траектории и всех величин, указанных на панели «Параметры». Повторить пункты 5 и 6. 9. По проделанному заданию сделать вывод. Программой предусмотрена электронная проверка результатов эксперимента. Для этого на панели «Эксперимент» укажите тип частицы и введите ее удельный заряд (измеренный).
-10 - Контрольные вопросы
1. Как определить величину магнитной индукции на оси реального соленоида? 2. Приведите краткую теорию движения заряженных частиц по винтовой траектории в однородном магнитном поле. 3. Каков характер движения заряженных частиц в неоднородном магнитном поле? Объясните принцип действия магнитных ловушек.
Рекомендуемая литература 1. СавельевИ.В. Курс физики. Т2. М.: Наука. 1989. §§33,39,42. 2. Трофимова Т. И. Курс физики. М.: Высшая школа. 1997. §§ 108, 114, 115, 119. 3. Телеснин Р.В., Яковлев В.Ф. Курс физики. Электричество. М.: Просвещение. 1970. §§ 107, 110, 111. 4. Физический энциклопедический словарь. Главный редактор Прохоров А.М., Советская энциклопедия, М. 1983.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ФИЗИКИ
Лабораторная работа № 6В
|