Цель работы: Экспериментальная проверка теоретического материала, изложенного в лекции.

1. 
   Тонкое кольцо, на котором находится заряд Q
   
2. 
   Брусок
   
3. 
   Шарик, заряд которого равен q.
   

Х - ось кольца, указывающая на положение шарика

Х - ось, указывающая на положение точки подвеса шарика

Рис.1 Схема установки







а) б)

Рис.2 Силы, действующие на шарик

Согласно рис 2а, угол отклонения шарика от вертикального положения α связан с силой тяжести шарика и силой, действующий на заряженный шарик со стороны поля, создаваемого кольцом, соотношением: F_кул=mg·tgα.

С другой стороны , где разность между положениями шарика в электрическом поле и при его отcутствии.

Считая, что угол α мал, можно заменить sinα на tgα и тогда

Откуда

Поделив выражение для кулоновской силы на величину пробного заряда q, получим выражение для напряженности электрического поля, создаваемого заряженным кольцом:

(1)

Согласно теоретическим расчетам, изложенным в лекции, напряженность электрического поля на оси заряженного кольца определяется соотношением:

(2)

Исходные данные: R = 10 см = 0,1 м

l = 40 см = 0,4 м

g = 10 м/с²

ɛ₀ = 8,85Е-12 Ф/м

m = 30 гр = 0,03 кг

Q = 3Е-08 Кл

---

q = 2Е-06 Кл

Таблица №2

N	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
х, см	50,2	40,4	30,7	25,9	21,3	16,8	12,5	9,8	7,6	4,9	3,3	1,7
хˈ, см	50	40	30	25	20	15	10	7	5	3	2	1
dx, см	0,2	0,4	0,7	0,9	1,3	1,8	2,5	2,8	2,6	1,9	1,3	0,7
Еэксп	750	1500	2625	3375	4875	6750	9375	10500	9750	7125	4875	2625
Етеор	1009,263	1510,991	2459,196	3263,183	4408,007	6061,327	8216,311	9626,573	10341,44	9566,954	7619,703	4391,894
dx, м	0,002	0,004	0,007	0,009	0,013	0,018	0,025	0,028	0,026	0,019	0,013	0,007
х, м	0,502	0,404	0,307	0,259	0,213	0,168	0,125	0,098	0,076	0,049	0,033	0,017
хˈ, м	0,5	0,4	0,3	0,25	0,2	0,15	0,1	0,07	0,05	0,03	0,02	0,01

---

Здесь Еэксп вычисляется по формуле (1), а Етеор по формуле (2).

Чтобы найти положение максимума Етеор, тоесть х, найдем экстремум полученной функции. Для этого возьмем производную от формулы (2) и приравняем к нулю:



Выносим константы за скобки и сокращаем:



(3)

где:



Тогда уравнение (3) принимает вид:





Отсюда следует, что



Заданный диапазон от 1,7 см до 50,2 см содержит только положительные числа, отбрасываем отрицательный корень.

Тогда х = 7,1 см (Етеор = макс), а Етеор в этой точке = 10377,9 В/м = Н/Кл

---

Смотрите также файлы

• 1. в любой момент оставить все свои дела и заняться ребенком (А,Б,В).doc

• Жасыбайкл негізгі мектебі Білімге мтылу, ебек сйгіштік жне отаншылды.docx

• Методические рекомендации по суммативному оцениванию Информационнокоммуникационные технологии (икт).pdf

• Решение Магазины.docx

• 5В060200 Информатика мамандыы инф18119 т.docx