 |
ЗАДАНИЕ 1. Исследование электростатического поля диполя .
|
|
|
|
1. Соберите схему согласно рисунку 2. Расположите электроды (латунные цилиндрики с припаянными к ним проводами) симметрично относительно координатной сетки на расстоянии примерно 5 см друг от друга. Обратите внимание на то, чтобы дно ванночки было горизонтальным.
| Рис. 2 |
3. Включите источник питания ВСШ-6 в сеть.
Подвижный зонд3 (красный)установите вертикально в одну из точек исследуемого электростатического поля. Замкните ключ.
4. Исследуйте электростатическое поле диполя. Перемещая подвижный зонд, найдите точку поля, потенциал которой φ1= (1 ÷ 2) В.
5. Отметьте положение этой точки на заранее подготовленном листе миллиметровой бумаги с координатной сеткой.
6. Найдите и отметьте на бумаге еще несколько точек с таким же потенциалом. Соедините эти точки эквипотенциальной линией.
7. Найдите 5 – 6 эквипотенциальных линий, потенциалы которых отличаются от φ1на (1 ÷ 2) В. Возле каждой линии укажите значение потенциала, которому она соответствует.
ЗАДАНИЕ 2. Исследование электростатического поля между плоскими электродами.
1. Извлеките латунные цилиндрики из ванночки и вместо них поместите в ванночку два плоских электрода. Расположите электроды симметрично по отношению к координатной сетке на расстоянии, меньшем их размеров.
Включите источник питания в сеть. Подвижный зонд 3 (красный)установите вертикально в одну из точек исследуемого поля. Замкните ключ.
2. Перемещая подвижный зонд, найдите между электродами точку электростатического поля, потенциал которой φ1= (1 ÷ 2) В.
|
|
|
3. Отметьте положение этой точки на заранее подготовленном листе миллиметровой бумаги с координатной сеткой.
4. Найдите и отметьте на бумаге еще несколько точек с таким же потенциалом. Соедините эти точки эквипотенциальной линией.
5. Найдите еще 5–6 эквипотенциальных линий, потенциалы которых отличаются от φ1 на (1 ÷ 2) В. Возле каждой линии укажите значение потенциала, которому она соответствует.
6. Проведите пунктиром линии напряженности электростатического поля между плоскими электродами.
7. Рассчитайте модуль напряженности электростатического поля между электродами.
8. Расположите электроды на расстоянии, приблизительно равном их размерам, повторите измерения, изобразите картину поля и проанализируйте результаты эксперимента.
9. Проанализируйте результаты исследования электростатических полей.
6. Вопросы для самоконтроля
1. Как связана разность потенциалов с напряженностью электростатического поля?
2. Выведите формулу для расчета потенциала электрического поля точечного заряда.
3. Пробный заряд помещают в разные точки электростатического поля, созданного зарядом Q (см. рис.3). В какой точке модуль 
напряженности поля будет наибольшим; наименьшим? В каких точках он одинаков?
4. Как определить потенциал электростатического поля, созданного несколькими точечными зарядами?
5. Как вы понимаете утверждение о том, что электростатическое поле потенциально? Как связана работа сил электростатического поля по перемещению электрического заряда с изменением потенциальной энергии заряда в этом поле?
6. Докажите, что работа сил электростатического поля при перемещении заряда по замкнутой траектории равна нулю.
7. По отношению к какой точке поля цифровой вольтметр измеряет потенциал в цепи, схема которой изображена на рис. 2?
8. Чему будет равно показание вольтметра, если в схеме экспериментальной установки изображенной на рисунке, подвижный зонд присоединить ко 2-му электроду?
|
|
|
9. При каком положении подвижного зонда в схеме экспериментальной установки изображенной на рисунке, вольтметр покажет наибольшее напряжение?
10. Объясните сущность метода моделирования электростатического поля.
11. Почему проводимость воды, которая заполняет ванночку, должна быть значительно меньше проводимости электродов?
12. Сформулируйте теорему Остроградского-Гаусса, запишите формулу.
13. Исходя из теоремы Остроградского-Гаусса, выведите формулы для расчета напряженности электростатического поля точечного заряда и заряженной бесконечной плоскости.
14. Докажите, что линии напряженности перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям.
15. Проанализируйте результаты исследования электростатических полей, выполненного Вами.
Литература
1. Физика. Учебник/И.Н. Наркевич, Э.И. Волмянский, С.И. Лобко.–Мн: Новое знание, 2004.
2. Физика. Учебное пособие/В.А. Бондарь, А.А. Луцевич, О.А. Новицкий и [др.]; Под общ. ред. В.А. Яковенко.–Мн: БелЭн, 2002.
3. Луцевич А.А. Физика: Весь школьный курс в таблицах/ А.А. Луцевич.– Мн: Юнипресс, 2010.
4. Общая физика. Практикум: Учеб. Пособие/ В.А. Бондарь и [др.]; под общ. ред. В.А. Яковенко.–Мн: Высшая школа, 2008.
5. Физический практикум/А.М. Саржевский, В.П. Бобрович, Г.Н. Борздов и [др.]; под ред. Г. С. Кембровского. Мн.; Университетское, 1986.
6. Савельев И.В. Курс физики: Учеб.: В 3-х т. Т. 2: Электричество. Колебания и волны. Волновая оптика. − М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989.
|
|
|
