Материал: Лабораторная работа 1 Вариант 9 Проверка основного закона динамики поступательного движения

Задание 2

1) С помощью реостата Ra поставьте напряжение между катодом К и анодом А Ua = 3 В.
2) С помощью реостата R изменяйте напряжение U между обкладками конденсатора от 0,1 В до 1 В через 0,15 В, фиксируя при этом величину смещения Δy, соответствующую каждому значению напряжения U.

Все измеряемые величины занести в таблицу 2.

Таблица 1.2
№ изм.	Ua, B	υ, м/с	L, м	U, В	Δy, м	E, B/м	d, м
1	3	1,027∙1012	0,0044	0,1	0,0007	1.90	0.052
2				0,25	0,0018	4.90	0.051
3				0,40	0,0029	7.90	0.050
4				0,55	0,0040	10.90	0.050
5				0,70	0,0051	13.90	0.050
6				0,85	0,0062	16.90	0.050
7				1	0,0073	19.90	0.050

Обработка результатов измерений

1) По формуле (3) рассчитать величины скорости электронов, получаемые ими при прохождении ускоряющего напряжения Ua между катодом К и анодом А. Полученные значения записать в таблицы 1 и 2.

2) По формуле (7), используя данные таблиц, рассчитать значение напряженности электростатического поля конденсатора по результатам заданий 1 и 2.

3) По формуле (8) рассчитать расстояние d между обкладками конденсатора.

Сделать соответствующие выводы. Объяснить результаты заданий 1 и 2.

Контрольные вопросы:

1) Какой заряд называется элементарным? Опишите свойства электрических зарядов?

Элементарным зарядом называется заряд электрона (1,6*10^ -19 Кл), потому что меньше него заряды в природе не встречаются, электрон - элементарная частица.

Свойства электрических зарядов: Заряд инвариантен - его величина одинакова при измерении в любой инерциальной системе отсчёта, Заряд сохраняется - суммарный заряд изолированной системы тел не изменяется. Заряд аддитивен - заряд системы тел равен сумме зарядов отдельных тел, Заряд дискретен - заряд любого тела по величине кратен минимальному заряду, который обозначается символом e и равен

1,6 10¹⁹ Кл.
2) Дать определение основных характеристик электрического поля.

Напряжённость (Е) – силовая характеристика, векторная физическая величина, численно равная отношению силы, действующей на заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда.

Потенциал электрического поля (φ) — скалярная энергетическая характеристика поля, которая определяется отношением потенциальной энергии W положительного заряда q в данной точке поля к величине этого заряда.
3) Как движется электрон в продольном электростатическом поле (ответ обоснуйте)?

Электрон движется спиралями вперед, последовательно переходя из зарядовых спиралей одного протона в зарядовые спирали другого протона. "Левые" электроны притягиваются спиралями "правых" протонов и отталкиваются от спиралей "левых" протонов.
4) Как движется электрон в поперечном электростатическом поле (ответ обоснуйте)?

Поперечным электрическим полем называется поле, линии напряженности которого перпендикулярны векто­ру начальной скорости электрона. За счет действия силы Р возникает вертикальная со­ставляющая скорости электронов, которая будет все время увеличиваться. Начальная скорость электрона V₀ остает­ся постоянной, в результате чего траектория движения электронов будет представлять собой параболу.

При вылете электронов за пределы действия поля они будут двигаться по прямой линии.

Тесты (правильным может быть не только один ответ):

1) Заряд объекта может иметь значение…

а) любое б) 3,2∙10^-19 Кл + в) 2∙10^-19 Кл + г) – 4,8∙10^-19 Кл
2) Частица несущая положительный элементарный заряд – …

а) электрон б) позитрон + в) протон + г) нейтрон
3) С точки зрения электродинамики, оказавшись на сравнительно небольшом расстоянии друг от друга будут интенсивно отталкиваться…

а) электрон и отрицательный ион гелия+

б) протон и электрон

в) позитрон и протон+

г) электрон и нейтрон

д) протон и нейтрон
4) Напряженность электрического поля используется для расчета…

а) силы, действующей на заряд со стороны поля +

б) потенциальной энергии заряда в поле

в) ускорения, которое мог бы получить заряд под действием поля
5) При влёте электрона в электрическое поле по направлению вектора в первые мгновения он движется…

а) прямолинейно равноускоренно

б) прямолинейно равнозамедленно+

в) прямолинейно равномерно

г) по параболе, стремясь повернуть перпендикулярно вектору
6) Позитрон, двигавшийся со скоростью м/с влетел в электрическое поле в противоположном направлении вектору (значение напряженности В/м). До полной остановки он пролетит

а) 284 пс и 1400 мкм

б) 28,4 мкс и 5,6 м

в) 5,6 нс и 2,84 см+

г) 0,284 нс и 1,4 мм

д) 5600 нс и 2844 см


7) Напряженность электрического поля внутри конденсатора, рассматриваемого в данной работе, зависит от…

а) напряжения между анодом и катодом+

б) смещения электронного пучка внутри конденсатора

в) напряжения между пластинами конденсатора+

г) расстояния между пластинами конденсатора

д) длины пластин конденсатора

е) заряда, скопившегося на обкладках

ж) скорости влета заряженной частицы в конденсатор

Вывод: В данной работе мы провели наблюдения за траекториями движения электронов в электростатических полях, определили скорости движения электронов в ускоряющем электростатическом поле, определили напряженности электростатического поля плоского конденсатора и расстояния между его обкладками.