Изучение действия силы Лоренца на частицу, влетающую под углом к магнитному полю

ИЗУЧЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ СИЛЫ ЛОРЕНЦА НА ЧАСТИЦУ, ВЛЕТАЮЩУЮ ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО МАГНИТНОМУ ПОЛЮ.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ, ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

Компьютерный эксперимент дает возможность, изменяя характеристики движения заряда и индукции магнитного поля, определить радиус винтовой или круговой траектории заряда и определять время движения. Измерив период движения заряда, определяют искомый удельный заряд частицы, которая движется, и шаг винта.

1. Компьютер

2. Программа «Открытая физика 1.1» ООО «Физикон»

1. Установите программу «Открытая физика 1.1» на компьютер.

2. Запустите установленную программу, в разделе – «Содержание», откройте вкладку «Электричество и магнетизм», выберите компьютерную модель – «Движение заряда в магнитном поле», рисунок 3.

1.1. Установите скорость частицы. Для этого нажмите на клавишу «Выбор». Затем подведите курсор к бегунку шкалы υ_x, нажмите левую клавишу мышки и двигайте шкалу до нужного положения. Аналогично установите υ_z = 0 м/с.

1.2. Установите значение индукции (B > 0) магнитного поля.

1.3. Нажмите клавишей мышки на клавише «Старт» и повторным нажатием остановите процесс после двух-трех оборотов. Запишите значение радиуса окружности.

1.4. Исследуйте зависимость r от В. Для этого для трех значений скоростей меняйте значение магнитной индукции. Все значения занесите в таблицу 1

Таблица 1

	υx1, м/с =	υx2, м/с =	υx3, м/с =
В, мТл	r1, м	r2, м	r3, м

1.5. Исследуйте зависимость r от υ_x. Для этого для трех значений магнитной индукции меняйте значение скоростей. Все значения занесите в таблицу 2

Таблица 2

	В1, мТл =	В2, мТл =	В3, мТл =
υx, м/с	r1, м	r2, м	r3, м

1.6. Постройте графики зависимостей r от В (по данным таблицы 1)и r от υ_x (по данным таблицы 2).

1.7. Рассчитайте удельный заряд частицы по формуле (6). Для этого установите любое значение магнитной индукции B > 0 поля и любое значение скорости υ_x. Нажмите клавишей мышки на клавише «Старт» и повторным нажатием остановите процесс после одного оборота. Запишите значение периода (время одного оборота частицы).

1.8. Зарисуйте траекторию движения частицы.

2.1. Установите скорость частицы. Для этого подведите курсор к клавише «Выбор» и нажмите кнопкой мышки. Затем подведите курсор к бегунку шкалы υ_x, нажмите левую клавишу мышки и двигайте шкалу до нужного положения. Аналогично установите υ_z.

2.2. Установите значение индукции (B > 0) магнитного поля.

2.3. Исследуйте зависимость шага спирали от значения υ_z. Для этого для трех значений магнитной индукции меняйте значения υ_z (при неизменном значении скорости υ_x). Нажмите клавишей мышки на клавише «Старт» и повторным нажатием остановите процесс после двух-трех витков спирали. Рассчитайте и запишите значение периода вращения (время одного оборота). Значение шага спирали h рассчитайте по формуле (5). Запишите все значения в таблицу 3.

Рисунок 3 - Движение заряда влетающего под углом к магнитному полю

Таблица 3

υx, м/с =	В1, мТл =		В2, мТл =		В3, мТл =
υz, м/с	T, с	h, м	T, с	h, м	T, с	h, м

2.4. Постройте график зависимости шага спирали h от значения υ_z по данным таблицы 3.

2.5. Рассчитайте удельный заряд частицы по формуле (6). Для этого установите любое значение магнитной индукции B > 0 поля и любое значение скорости υ_x и υ_z. Нажмите клавишей мышки на клавише «Старт» и повторным нажатием остановите процесс после одного оборота. Запишите значение периода (время одного оборота частицы).

2.6. Зарисуйте траекторию движения частицы.

Дата добавления: 2014-12-08