Физика, ДО СибГУТИ Лабораторная работа № 1 «Изучение характеристик электростатического поля» Вариант №4

Лабораторная работа № 1

«Изучение характеристик электростатического поля»

Цель работы:

1. Изобразить графически сечение эквипотенциальных поверхностей электростатического поля, созданного заданной конфигурацией электрических зарядов
2. Используя изображение эквипотенциальных поверхностей, построить силовые линии электро-статического поля заданной конфигурации зарядов
3. При помощи полученной картины силовых и эквипотенциальных линий проверить справедли-вость формулы связи напряжённости электрического поля с его потенциалом.
Вариант №4

Задание № 1. Исследование электростатического поля между двумя заряженными электродами одинаковой геометрической формы.

1. Запустите программу-симулятор лабораторной установки и выберите первый вариант располо-жения электродов (рисунок 8).
2. В качестве подвижного электрода-зонда используется курсор мыши. Проведите курсором над координатной сеткой и убедитесь, что цифровой вольтметр реагирует на перемещение зонда.
3. Установите курсор мыши на левый край горизонтальной линии и плавно ведите по ней слева направо, глядя на цифровой вольтметр. Как только он покажет целое значение потенциала – щелкните эту точку левой кнопкой мыши. Координаты точки и измеренный потенциал элек-трического поля в ней будут автоматически занесены в таблицу. Если вы неудачно щелкнули точку, сотрите запись из таблицы, нажав на кнопку «Удалить».
4. Продолжайте вести зонд вдоль той же самой линии слева направо до края ванны, отмечая точ-ки с другими целыми значениям потенциалов, если они имеются.
5. Закончив сканирование целочисленных потенциалов вдоль одной горизонтальной линии, пере-ходите к следующей. С целью экономии времени разрешается сканировать горизонтальные ли-нии через одну: либо все – нечётные, либо все – чётные. При заполнении таблицы большим ко-личеством записей в ней автоматически появится вертикальная полоса прокрутки.
6. Создайте в электронном отчёте по лабораторной работе таблицу № 1 и вручную перенесите в неё все данные из таблицы в программе-симуляторе. Количество столбцов таблицы № 1 подби-рается в зависимости от количества произведённых измерений.
7. Заготовьте в электронном отчёте координатную сетку дна электролитической ванны размерами 16 * 20 см, а также зарисуйте положение неподвижных электродов ванны и укажите их поляр-ность. Тщательно соблюдайте масштаб и конфигурацию электродов. Для создания рисунков можно использовать стандартные средства рисования из программного пакета Microsoft Office Word. Вы также можете использовать любое знакомое вам лицензионное программное обеспе-чение для работы с графикой. В этом случае готовый рисунок передаётся в отчёт через буфер обмена операционной системы. Разрешается вставлять в отчёт сканированное изображение, вы-полненное вручную на бумаге.
8. Зарисуйте эквипотенциальные линии исследуемого поля, соединяя между собой все точки с одинаковыми значениями потенциала.
9. Пользуясь свойством взаимного расположения силовых и эквипотенциальных линий, постройте на этом же рисунке силовые линии исследуемого электрического поля. Количество линий должно быть достаточным, чтобы на рисунке не оставалось неисследованных участков электри-ческого поля.
10. Вычислите по формуле (22) значение напряжённости электрического поля в трёх точках элек-тролитической ванны согласно таблице № 3 вариантов задания.
11. Сравните между собой численные значения напряжённости электрического поля в исследуемых точках. Сделайте вывод о соответствии густоты расположения силовых линий и абсолютной величине напряжённости электрического поля.
12. Определите направление силовых линий с помощью формулы (19) и понятия градиента потен-циала. Проверьте полученный результат, определив направление силовых линий ещё раз по из-вестной полярности электродов ванны. Сравните полученные результаты и сделайте вывод о справедливости формул связи напряжённости электрического поля с его потенциалом (19), (20).

Рецензия: Ваша лабораторная работа # 1 проверена. Экспериментальный результат правильный. В ответах на контрольные вопросы ошибка не найдены.
Работа ЗАЧТЕНА.