Лабораторна робота №13 Тема: \"Дослідження електростатичного поля\" icon

Лабораторна робота №13 Тема: "Дослідження електростатичного поля"



НазваниеЛабораторна робота №13 Тема: "Дослідження електростатичного поля"
Дата конвертации03.01.2013
Размер133.85 Kb.
ТипЛабораторна робота
источник
1. /1 - 15/1/1.DOC
2. /1 - 15/1/LR1.DOC
3. /1 - 15/1/Lr ь1.doc
4. /1 - 15/1/Lr1(GOOD).DOC
5. /1 - 15/1/Лабораторна робота ь1.doc
6. /1 - 15/10/Lr ь10.doc
7. /1 - 15/10/Задача 1.doc
8. /1 - 15/11/11.DOC
9. /1 - 15/13/Лабораторна робота ь13.doc
10. /1 - 15/14/Лабораторна робота ь14.DOC
11. /1 - 15/15/~$тулка ь15 1.doc
12. /1 - 15/15/Титулка ь15 1.doc
13. /1 - 15/2/2.doc
14. /1 - 15/2/2_zadacha_2_19.doc
15. /1 - 15/2/LR2.DOC
16. /1 - 15/2/~$2.doc
17. /1 - 15/2/~$LR2.DOC
18. /1 - 15/2/~$тулка ь2.doc
19. /1 - 15/2/Титулка ь2.doc
20. /1 - 15/3/Титулка ь3.doc
21. /1 - 15/4/Лабораторна робота ь4.doc
22. /1 - 15/5/Лабораторна робота ь5.DOC
23. /1 - 15/6/Лабораторна робота ь6.doc
24. /1 - 15/7/Лабораторна робота ь7.doc
25. /1 - 15/8/LR8.DOC
26. /1 - 15/9/LR9.DOC
27. /1 - 15/Лабораторна робота ь4.doc
28. /1 - 15/Лабораторна робота ь5.DOC
29. /1 - 15/р13.doc
Лабораторна робота №1 Визначення густини тіл правильної геометричної форми Мета роботи освоїти один із методів визначення густини тіл. Прилади і матеріали
Лабораторна робота №1 визначення густини тіл правильної геометричної форми мета роботи: освоїти один з методів визначення густини тіла
Лабораторна робота №1 Визначення густини тіл правильної геометричної форми Викладач В. А. Рудницький
Лабораторна робота №1 Визначення густини тіл правильної геометричної форми Викладач А. А. Хоменко
Теоретичні відомості
Лабораторна робота №10 Визначення коефіцієнта в’язкості рідини за падінням кульки в рідині (метод Стокса) Викладач А. А. Хоменко
Лабораторная работа №10 №140 Найти коэффициент внутреннего трения азота при нормальных условиях, если коэффициент диффузии для него при этих условиях равен 0,142 см 2 /с
Лабораторна робота №11 Визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини методом
Лабораторна робота №13 Тема: "Дослідження електростатичного поля"
Міністерство освіти та науки України
Лабораторна робота №15 Вимірювання опору методом моста постійного струму Викладач А. А. Хоменко
Лабораторна робота №2 Вивчення законів кінематики і динаміки поступального руху Мета роботи експериментально перевірити закони кінематики і динаміки поступального руху. Прилади і матеріали
Задача №19
Лабораторна робота №2 визначення законів кінематики динаміки поступального руху мета роботи: експериментально перевірити закони кінематики й динаміки поступального руху
Лабораторна робота №15 Вимірювання опору методом моста постійного струму Викладач А. А. Хоменко
Лабораторна робота №3 Вивчення основного закону обертального руху Викладач В. А. Салогуб
Лабораторна робота №4 Визначення моменту інерції маховика
Лабораторна робота №5 дослідження залежності деформації розтягу стержня від прикладеної сили (перевірка закону гука)
Вивчення зіткнення куль
Лабораторна робота №7 Визначення універсальної газової сталої методом зміни тиску
Лабораторна робота №8 Виконав: Сабаш О
Лабораторна робота №9 визначення відношення теплоємностей повітря при сталих тиску І об’ємі мета роботи: навчитися визначити параметри теплообміну при різних газових процесах
Лабораторна робота №4 «визначення моменту інерціі маховика»
Лабораторна робота №5 дослідження залежності деформації розтягу стержня від прикладеної сили (перевірка закону гука)
Лабораторна робота №13 Тема: "Дослідження електростатичного поля"

Міністерство освіти і науки України

Житомирський державний технологічний університет

Лабораторна робота № 13

Тема: “Дослідження електростатичного поля”

Виконав:

Перевірив:


Житомир

2003 р.


Мета роботи: навчитися визначати характеристики електростатичного поля.

Прилади і матеріали: електролітична ванна, набір електродів, джерело струму, гальванометр, вольтметр.


Тереотичні відомості

Усякий нерухомий електричний заряд створює в оточуючому просторі електростатичне поле, яке можна виявити внесенням пробного заряду в будь-яку точку поля. Силовою характеристикою поля є його напруженість Е, що дорівнює силі, з якою поле діє на одиницю заряду, вміщеного в дану точку поля:

, де q0 – пробний заряд.

Графічне поле прийнято зображати силовими лініями. Лінія, дотична до якої в кожній точці збігається за напрямом з вектором напруженості електростатичного поля, називається силовою.Значить, силова лінія у кожній точці, через яку вона проходить, визначає напрям сили, що діє на позитивний заряд, поміщений у дану точку поля. Густина силових ліній характеризує числове значення напруженості. Через одиничну площадку, поставлену перпендикулярно до силових ліній однорідного поля, прийнято проводити число ліній, що дорівнює Е .

Енергетичною характеристикою поля є потенціал, вимірюваний роботою, що виконується силами поля при переміщенні одиничного позитивного заряду з заданої точки поля в точку, що знаходиться за межами поля. Робота поля, створюваного зарядом Q з переміщення заряду q з однієї точки в іншу: A = q(φ – φ2).

Потенціал φ електростатичного поля є функцією координат. Можна виділити сукупність точок з одним і тим самим потенці­алом. Для поля, створюваного точковим зарядом, такі сукупнос­ті точок утворюють концентричні сферичні поверхні. Геометрич­не місце точок рівного потенціалу називають еквіпотенціальною поверхнею.

При переміщенні одиничного позитивного заряду з однієї точки в іншу виконується робота dA = Edr(q = 1).

Виразивши зобуті для роботи вирази, знаходимо:

, де величина характеризує швидкість зміни потенціалу в напрямі нормалі n і називається градієнтом потенціалу.

Градієнт потенціалу є величина векторна: Е = – gradφ, , де n – одиничний вектор нормалі до поверхні.

Значення grad φ в проекціях на координатні осі може бути виражено у вигляді:

, де i, j, k – орти в напрямку координатних осей.

Поля, які виконуються в співвідношенні , називаються потенціальними, або консервативними. Робота сил такого поля не залежить від форми шляху переходу, а залежить від положення початкової і кінцевої точок.


Експоненціальні і силові лінії











































5















































































4









































30 В







































3















































































2















































































1








































13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13








































1















































































2









































20 В







































3















































































4









































16 В







































5















































































6









































1

2

3

Порядок виконання роботи

1. Скласти схему (конфігурацію електродів і їх розміщення вказує викладач).

2. Установити зонд поблизу правого електрода, а перемикач гальванометра - в положення "Грубо".

3. Увімкнути джерело струму і, переміщуючи повзунок реохорда, встановити напругу U1 за вольтметром згідно із вказівками викладача. Потрібно завчасно визначити необхідну кількість еквіпотенціальних ліній. Стрибки потенціалу визначають, ділячи покази вольтметра V на кількість ліній.

4. Переміщуючи зонд, відшукати таку точку поля, щоб струм не проходив через гальванометр. Установити перемикач у положення "Точно" і зондом урівноважити міст.

5. Відмітити на папері положення точки із заданим потенціалом φ1 = U1 .

6. Пересуваючи зонд, знайти точки з потенціалом φ1. Багаторазовим переміщенням зонда накреслити першу еквіпотенціальну лінію і записати значення потенціалу.

7. Установити напругу U2, аналогічно відшукати наступну еквіпотенціальну лінію.

8. Для поля, еквіпотенціальні лінії якого знайдено, побудувати сім'ю силових ліній.

9. Визначити максимальну й мінімальну напруженості поля на одній з силових ліній:

, де ∆φ – різниця потенціалів між сусідніми еквіпотенціальними лініями; ∆rmin, ∆rmax – відповідно мінімальна і максимальна відстань між ними, виміряна вздовж осьової лінії.

U1 = 16 B

U2 = 20 B

U3 = 30 B

1 2 3

Отже, Emax = 307,69 В/м

Emin = 181,82 В/м

Контрольні запитання

1а. Чому дорівнює потенціальна енергія одиничного позитивного заряду в полі, створеному точковим зарядом?

Wp = q·φ, де q – одиничний позитивний заряд в полі; φ – потенціал у даній точці поля, де знаходиться заряд.

2а. Покажіть, що силові лінії напруженості поля ортогональні до еквіпотенціальних ліній.

, де n – одиничний вектор нормалі до поверхні.

При проектуванні вектора Е на довільну пряму l матимемо . Якщо ми пересуватимемося по еквіпотенціальній лінії на відрізок ∆l потенціал не зміниться, тобто dφ = 0, звідси слідує, що складова вектора Е рівна нулю. Отже, вектор Е в кожній точці направлений по нормалі до еквіпотеціальної лінії, що проходить через дану точку. А виходячи з означення силових ліній матимемо, що вони ортогональні до еквіпотенціальних ліній.

1б. Дайте визначення напруженості електростатичного поля, потенціалу.

Напруженістю електростатичного поля називають векторну величину, що дорівнює силі, з якою поле діє на одиницю заряду, вміщеного в дану точку: , де q0 – пробний заряд.

Потенціалом поля називають величину, яка чисельно дорівнює потенціальній енергій, яку мав би в даній точці одиничний додатній заряд:

2б. Поясніть зв’язок між потенціалом і напругою поля.

Різницю потенціалів двох точок поля називають напругою, вона чисельно рівна роботі по переміщенні одиничного заряду від однієї з цих точок до іншої.

3б. Виведіть розмірність діалектричної сталої ε0.


Експерементально встановлено, що для q1 = q2 = 1 Кл і r = 1 м, сила F = 9·109H.

Звідси


Задача 9.29

Показати, що електричне поле, яке створене заряженою ниткою скінченної довжини, в граничних випадках переходить в електричне поле 1) нескінченно протяжної нитки і 2) точкового заряду.

Маємо формулу:

, де , де L – довжина нитки і а – відстань даної точки від нитки. Підставивши значення сінуса в перший вираз отримаємо:

(*)

  1. Якщо а значно менше ніж L, то . В цьому випадку формула (*) приймає вигляд – напруженість поля нескінченно протяжної нитки.

  2. Якщо а значно більше ніж L, то . Крім цього, так як ·L = q, то формула (*) буде мати вигляд: – напруженість поля точкового заряда.




Похожие:

Лабораторна робота №13 Тема: \"Дослідження електростатичного поля\" iconУрок 4/4 Тема. Лабораторна робота №1 «Дослідження взаємодії зарядже­них тіл» Мета уроку: вивчити характер взаємодії однойменно й різнойменно заряджених тіл
Обладнання: дві повітряні кульки, шовкові нитки, дві ебонітові й дві скляні палички, вовняна ганчирка, аркуш паперу, графітові ошурки...
Лабораторна робота №13 Тема: \"Дослідження електростатичного поля\" iconЛабораторна робота №1 Дослідження складного лінійного кола постійного струму мета роботи
Мета роботи: визначення ерс джерела, його внутрішнього опору R0, опору реостатів, експериментальна перевірка основних законів електричних...
Лабораторна робота №13 Тема: \"Дослідження електростатичного поля\" iconДокументи
1. /ЛАБОРАТОРНА РОБОТА ь2.doc
2. /ЛАБОРАТОРНА...

Лабораторна робота №13 Тема: \"Дослідження електростатичного поля\" iconРозробка системи уроків з теми “Африка” Урок Африка. Особливості географічного положення. Дослідження та освоєння материка. Практична робота № Визначення географічних координат крайніх точок Африки та протяжності материка.
Урок Африка. Особливості географічного положення. Дослідження та освоєння материка. Практична робота № Визначення географічних координат...
Лабораторна робота №13 Тема: \"Дослідження електростатичного поля\" iconПошукова робота на тему
Соціологічні дослідження зовнішньополітичних і геополітичних орієнтацій України та її політики у сфері безпеки
Лабораторна робота №13 Тема: \"Дослідження електростатичного поля\" iconЛабораторна робота Визначення прискорення тіла у рівноприскореному русі
Завдання Визначити при­скорення кульки під час її галь­мування на горизонтальній по­верхні після скочування похи­лим жолобом
Лабораторна робота №13 Тема: \"Дослідження електростатичного поля\" iconДипломна робота на тему: Дослідження та удосконалення процесу активізації експортної діяльності ват „Львівська пивоварня” зміст
Анотація
Лабораторна робота №13 Тема: \"Дослідження електростатичного поля\" iconВопросы к экзамену по электростатике, постоянному току и магнетизму
Электростатическое поле и его характеристики. Закон Кулон. Напряженность электрического поля. Силовые линии поля. Поток вектора напряженности...
Лабораторна робота №13 Тема: \"Дослідження електростатичного поля\" iconТема: Ґрунт. Склад ґрунту. Різноманітність ґрунтів. Практична робота №5 «Дослідження складу ґрунту та властивостей ґрунту»
Мета: Поглибити та конкретизувати знання учнів про екологічні системи,розширити знання про ґрунт,його склад,властивості, ознайомити...
Лабораторна робота №13 Тема: \"Дослідження електростатичного поля\" iconПлан роботи школи вересен ь
Методична робота Робота над науково- методичною проблемою. Експериментальна робота
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©lib2.podelise.ru 2000-2013
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы