Обработка экспериментальных данных. 1.В табл.1 записать координаты эквипотенциалей хi, измеренные с помощью линейки, и соответствующие им потенциалы точек поля φi (см

1.В табл.1 записать координаты эквипотенциалей хi, измеренные с помощью линейки, и соответствующие им потенциалы точек поля φi (см. рис.6).

  Рис.6 К определению координат хi эквипотенциалей

 

Таблица 1

 
j, В                  
х, 10-3м                  

 

2.Построить график зависимости φ = f(х).

 

3.Рассчитать среднее значение проекции вектора напряженности электрического поля на ось Х в точках хсрi координатной оси (см. рис.7) по формуле

Еxi = − ,

где:

Dхi – приращение координаты при переходе с одной эквипотенциали на другую: Dхi = хi+1 – xi , (хi+1–координата, соответствующаяφi+1 эквипотенциали; xi –координата, соответствующая φi эквипотенциали);

    Рис.7 Определение координат хсрi

Dφi - соответствующее приращение потенциала: Dφi = φi+1 – φi;

хсрi - расстояние от начала координат 0 до точки, расположенной на оси Х посередине между двумя соседними эквипотенциалями:

 

хсрi = (хi+1 + xi)/2

 

Если Dφi > 0, то значение проекции вектора напряженности Еxi на ось Х будет меньшенуля. Это значит, что в данной точке вектор напряженности исследуемого поля и ось Х направлены в противоположные стороны.

Результаты измерений и вычислений занести в табл.2.

 

 

Таблица 2

i …
хсрi, 10-3 м            
Dхi, 10-3 м            
Dφi, В            
Ехi, 10-3 В/м            

 

4.Построить график зависимости Ех=f(хср).

 

5.Построить приближенную картину силовых линий поля с учетом того, что силовые линии перпендикулярны эквипотенциалям и поверхности проводника. Густота и направление силовых линий должна соответствовать расположению эквипотенциалей. Сравнить направление оси Х с направлением силовых линий.

 

Контрольные вопросы

 

1. Что называется электростатическим полем? Укажите основные характеристики электростатического поля.

2. Что называется напряженностью электрического поля?

3. Что называется потенциалом электрического поля?

4. Как связаны между собой напряженность поля и потенциал?

5. Нарисуйте эквипотенциальные поверхности поля точечного заряда, поля плоскости и плоского конденсатора.

6. Перечислите свойства силовых линий электростатического поля.

7. Укажите примеры, где видна необходимость изучения топографии электростатического поля.

8. Чему равна работа перемещения заряда вдоль эквипотенциальной поверхности?

9. Дайте определение силовой линии. Какое направление имеет силовая линия?

10. Какое поле называется однородным? Как связаны между собой напряженность поля и потенциал в случае однородного поля?

11. Как рассчитать напряженность однородного электрического поля?

12. Почему силовые линии электрического поля и эквипотенциальные поверхности ортогональны?

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. − М.: «Высшая школа», 1989.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. Книга 2. Электричество и магнетизм. − М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство АСТ», 2002.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. Книга 1. Механика. − М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство АСТ», 2002.

4. Физический энциклопедический словарь. — М., «Советская энциклопедия». - 1984.