3) Сформулируйте второй закон Ньютона и поясните в чем его смысл (напишите, что от чего зависит).


Тесты (правильным может быть не только один ответ):

1) Основным итогом выполнения задания 1 является…

а) заполнение таблицы

б) расчет погрешностей измерений и вычислений

в) проверка неравенства

г) проверка справедливости второго закона Ньютона
2) В задании 1 n – это…

а) количество проводимых опытов

б) обратное отношение квадратов времен

в) прямое отношение ускорений

г) погрешность при измерении времени
3) Соотношение должно выполняться т.к.

а) путь, проходимый грузом не изменяется

б) масса движущихся грузов не изменяется

в) равнодействующая всех сил не изменяется
4) Соотношение должно выполняться т.к.

а) путь, проходимый грузом не изменяется

б) масса движущихся грузов не изменяется

в) равнодействующая всех сил не изменяется
5) Во втором законе Ньютона в форме

а) зависит от m и

б) m зависит от и

в) зависит от m и
6) Согласно методике данной работы движущая сила может быть получена вместо движущей силы путем…

а) снятия двух перегрузков m₁ с движущего груза

б) перекладывания одного перегрузка m₁ с движущего груза на движимый груз

в) добавления двух перегрузков m₁ на движимый груз
7) Наиболее общая формулировка второго законы Ньютона имеет вид…

а) б)

---

в) г)


Вывод:


Группа________________ФИО студента________________
Лабораторная работа №2

Вариант_____

Изучение движения электронов в электростатических полях

Цель работы:

1) Наблюдение траектории движения электронов в электростатических полях

2) Определение скорости движения электронов в ускоряющем электростатическом поле.

3) Определение напряженности электростатического поля плоского конденсатора и расстояния между его обкладками.
Теоретическое введение

Электростатическое поле создается неподвижными электрическими зарядами. Элементарным отрицательным электрическим зарядом обладает электрон, а положительным протон. Величины зарядов тел дискретны: q = e·N

где N – число избыточных или недостающих электронов всех атомов тела, е = 1,6·10 ^-19 Кл – элементарный электрический заряд (m_е = 9,1·10^-31 кг – масса электрона, m_p = 1,673·10^-27 кг масса протона).

Характеристиками электронов и их поведением в электрических и магнитных полях объясняются многие явления и законы природы, принципы действия технических устройств и др.

Рассмотрим движение электронов в электростатических полях. На электрон в электростатическом поле напряженностью действует сила, равная (1)

По второму закону Ньютона

Т.о. модуль ускорения электрона (2)

Траектория движения электрона и характер изменения его скорости зависят от угла между вектором скорости электрона и вектором напряженности электростатического поля. Выделим два частных случая:

1) если электрон влетает в продольное электростатическое поле и движется в поле прямолинейно вдоль линий вектора напряженности , то движение равнозамедленное (

---

) или равноускоренное ( ).

2) если электрон влетает в поперечное электростатическое поле ( ), то далее движется криволинейно (по параболе).

Н ачальная скорость электрона, вылетающего из катода K, обычно очень мала и её принимают равной нулю. Электрон движется с ускорением прямолинейно к аноду A. Напряжение Uа между катодом K и анодом A заставляет электрон развить большую скорость .

Эту скорость можно рассчитать, используя закон сохранения энергии:

или

Т. о. (3)

Е сли электрон влетает в однородное поперечное электростатическое поле, создаваемое плоским конденсатором, то вдоль оси x он движется равномерно, при этом ускоряясь в сторону противоположную вектору .

Траектория движения электрона определяется уравнениями: и

где t – время движения электрона в поперечном электростатическом поле.

Т.к. , где L – длина пластин конденсатора, то с учетом формулы (1.2) и получаем: (5)

Подставив (1.3) в уравнение (1.5), получаем величину смещения электрона: (6)

Т.о. зная напряжение между анодом и катодом, длину пластин конденсатора и измерив смещение Δy электрона за время пролета в конденсаторе, можно определить напряженность электростатического поля внутри конденсатора (7)

Напряженность электростатического поля плоского конденсатора связана с напряжением U и расстоянием d между обкладками конденсатора соотношением: (8)

Описание установки

---

П ринципиальная схема экспериментальной установки для наблюдения движения электрона в продольном и поперечном электростатических полях показана на рисунке.

В электронно-лучевой трубке впаяны катод K и анод A между которыми создается ускоряющее напряжение Ua. Напряжение может изменяться с помощью реостата Ra и измеряется вольтметром Va. Электроны, вылетающие из катода K, ускоряются электрическим полем и через малое отверстие в аноде A влетают по центральной линии в электростатическое поле плоского конденсатора.

М ежду пластинами конденсатора создается напряжение U, величина которого может изменяться с помощью реостата R и измеряется вольтметром V. Пластины конденсатора расположены так, что вектор напряженности поля конденсатора перпендикулярен вектору скорости, влетающего электрона. На выходе из конденсатора электрон отклоняется от первоначального направления движения (от центральной линии) на величину Δy, что фиксируется на экране H.

Модель установки по изучению движения электронов в электростатических полях, позволяющая проводить виртуальные лабораторные исследования, показана на рисунке.
Порядок выполнения работы

С помощью мыши установите свой вариант. Занесите значение длины пластин конденсатора L в таблицы 1 и 2

Задание 1

1) Включите установку, замкнув ключи К1 и К2.
2) С помощью реостата R выставите напряжение между обкладками конденсатора U = 1 В.
3) С помощью реостата Ra изменяйте напряжение Ua между катодом К и анодом А от 2 В до 10 В через 1 В при этом измеряйте величину смещения Δy электронного луча, соответствующую каждому значению напряжения Ua.

Все измеряемые величины занести в таблицу 1.

Таблица 1
№ изм.	Ua, B	υ * 10**6 м/с	L, м	U, В	Δy, м	E, B/м	d, м
1	2	0,839	0,038	1	0,0095	52,63	0,019
2	3	1,027			0,0063	52,35	0,019
3	4	1,186			0,0048	53,18	0,019
4	5	1,326			0,0038	52,63	0,019
5	6	1,452			0,0032	53,18	0,019
6	7	1,569			0,0027	52,35	0,019
7	8	1,677			0,0024	53,18	0,019
8	9	1,778			0,0021	52,35	0,019
9	10	1,875			0,0019	52,63	0,019

---

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	0,038	0,10	0,0006	4,99	0,020
2				0,25	0,0016	13,30	0,019
3				0,40	0,0025	20,78	0,019
4				0,55	0,0035	29,09	0,019
5				0,70	0,0044	36,57	0,019
6				0,85	0,0054	44,87	0,019
7				1	0,0063	52,35	0,019

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?

---

Смотрите также файлы

• 1. История. В основе термина туберкулёз.pdf

• Уровень изучения.docx

• Сатау мерзімдерін крсете отырып, мемлекеттік жне мемлекеттік емес йымдар ызметінде жасалатын лгілік жаттар тізбесін бекіту туралы.docx

• Обучающийся Подолько Оксана Николаевна Преподаватель Ледовская Инна Викторовна Практическое занятие.doc

• Понятие об усталости материалов Кривая усталости.doc