 |
Основные теоретические положения
|
|
|
|
МЕХАНИКА
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
И МАГНЕТИЗМ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
Новосибирск
УДК 530 (075.8)
Кф-мн, доцент В.М. Астахов, кхн, доцент С.В. Баранов, кф-мн В.И. Машанов
Механика. Электричество и магнетизм: Практикум. – Издание шестое, исправленное. – СибГУТИ. – Новосибирск, 2009 г. – 45 с.
Практикум предназначен для ознакомления студентов с основными проявлениями электрических и электромагнитных явлений и служит руководством к выполнению соответствующих лабораторных работ.
Кафедра физики
Рис. — 20, табл. — 4, список литературы — 5 наим.
Для специальностей 200900, 201000, 201100, 220100
Рецензент: ктн, доцент С.С. Абрамов
Утверждено редакционно-издательским советом СибГУТИ в качестве практикума
© Сибирский государственный университет
телекоммуникаций и информатики, 2009 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………… 4
Работа 1.2
«ПРОВЕРКА ОСНОВНОГО ЗАКОНА ДИНАМИКИ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ МАЯТНИКА ОБЕРБЕКА»...………………….5
Работа 3.1.
«ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ»………………11
Работа 3.2
«ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ»..20
Работа 3.3
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОТЫ ВЫХОДА ЭЛЕКТРОНОВ ИЗ МЕТАЛЛА».....28
Работа 4.1
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА
МЕТОДОМ МАГНЕТРОНА»…….…………………………….………..... 36
ВВЕДЕНИЕ
Цель лабораторного практикума «Электричество и электромагнетизм» состоит в том, чтобы познакомить студентов с реальными проявлениями некоторых физических законов, привить навыки экспериментальной работы с электроизмерительными приборами и аппаратурой, ознакомить с методикой измерения различных физических величин, научить делать мотивированные выводы из полученных результатов. Отметим, что выполнение лабораторных работ является одним из наиболее эффективных методов развития навыков самостоятельной работы.
|
|
|
Перед выполнением лабораторной работы студент должен заранее самостоятельно изучить материал работы с использованием методических указаний, конспекта лекций и указанной литературы, а также приготовить отчет по форме, принятой в СибГУТИ.
Студент допускается к выполнению работы, если он имеет отчет, знает цель работы и основные теоретические положения, подлежащие экспериментальной проверке, может объяснить практический ход выполнения работы. После проведенных измерений, обработки результатов и оформления отчета производится защита лабораторной работы.
При выполнении данного цикла работ используются источники напряжения и различные электроизмерительные приборы, смонтированные на вертикальном электрическом стенде. С устройством стенда студенты знакомятся с помощью преподавателя перед выполнением работы 3.1.
При проведении лабораторных работ, связанных с электрическими цепями и источниками напряжения, следует соблюдать требования техники безопасности.
Основные из них следующие:
Не включать источники напряжения без разрешения преподавателя!
Сборку схемы и подключение проводников производить только при выключенных источниках напряжения.
Перед общим включением стенда ручки у всех регуляторов напряжения должны быть приведены в крайнее левое (против часовой стрелки) положение.
Диапазоны измерений многопредельных измерительных приборов переключать только при обесточенных источниках вместе с преподавателем. Во время работы диапазоны не переключать!
Работа 1.2
«ПРОВЕРКА ОСНОВНОГО ЗАКОНА ДИНАМИКИ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ НА ОСНОВЕ МАЯТНИКА ОБЕРБЕКА»
|
|
|
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучить законы вращательного движения. Определить момент инерции грузов.
ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Вращательным движением твердого тела называется такой вид движения, при котором каждая точка тела описывает окружности вокруг некоторой прямой, называемой осью вращения.
Основным законом динамики вращательного движения является связь момента силы М с моментом инерции J и угловым ускорением β:
| (1) |
Этот закон является отображением второго закона Ньютона для вращательного движения. Направление вектора углового ускорения β совпадает с направлением момента сил M, который в свою очередь совпадает с осью вращения.
Для материальной точки момент инерции определяется как произведение массы на квадрат расстояния от оси вращения до центра масс тела:
| (2) |
Моменты инерции тел различной геометрической формы отличаются числовыми коэффициентами k:
|
Моментом силы относительно оси вращения называется произведение величин:
|
где F — сила, действующая на тело, r — расстояние от оси вращения до точки приложения силы. Направление вектора М перпендикулярно плоскости, в которой лежат вектора 
и 
, в соответствии с правилом векторного произведения. Из Рис. 1 видно, что, если 
и 
ориентированы произвольно относительно друг друга, то значение вектора М может быть определено как:
|
где 
— плечо приложения силы F.
|
| F |
| l |
| α |
| α |
|
Рис.1
|
|
|
