Файл: Лабораторная работа 1 по дисциплине (учебному курсу) Физика2 (наименование дисциплины (учебного курса) Вариант 4 (при наличии).docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 16
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Тольяттинский государственный университет»
(наименование института полностью)
Кафедра 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника .
(наименование кафедры/департамента/центра полностью)
Лабораторная работа №1
по дисциплине (учебному курсу) «Физика-2»
(наименование дисциплины (учебного курса)
Вариант 4 (при наличии)
| Студент | А.А. Кириллов (И.О. Фамилия) | |
| Группа | ЭЭТбп-2001б | |
| Преподаватель | Н.М. Смоленская (И.О. Фамилия) | |
Тольятти 2023 г.
Лабораторная работа №1
“Электрическое поле точечных зарядов”
Цель работы:
-
Экспериментальное подтверждение закономерностей для электрического поля точечного заряда и электрического диполя. -
Экспериментальное определение величины электрической постоянной.
Результаты измерений
Эксперимент 1
Таблица 2. Результаты измерений и расчётов для точечного заряда
Q1=90 нКл, Q1*=80 нКл
| r, м | 0.02 | 0.03 | 0.04 | 0.05 | 0.07 | 0.09 | 0.11 | 0.13 | 0.15 |
| lg r | -1,699 | -1,523 | -1,398 | -1,301 | -1,155 | -1,046 | -0,959 | -0,886 | -0,824 |
| F21, 10-3 Н | 202,50 | 90,00 | 50,63 | 32,40 | 16,53 | 10,00 | 6,69 | 4,79 | 3,60 |
 , 10-3 Н | 180,00 | 80,00 | 45,00 | 28,80 | 14,69 | 8,89 | 5,95 | 4,26 | 3,20 |
| Е1, 104 В/м | 202,50 | 90,00 | 50,63 | 32,40 | 16,53 | 10,00 | 6,69 | 4,79 | 3,60 |
 , 104 В/м | 180,00 | 80,00 | 45,00 | 28,80 | 14,69 | 8,89 | 5,95 | 4,26 | 3,20 |
| lg Е1 | 6,306 | 5,954 | 5,704 | 5,511 | 5,218 | 5,000 | 4,825 | 4,680 | 4,556 |
 | 6,255 | 5,903 | 5,653 | 5,459 | 5,167 | 4,949 | 4,775 | 4,629 | 4,505 |
По данным табл. 2 построим графики зависимости логарифма напряженности электрического поля (lg Е1) точечного заряда от логарифма расстояния (lg r) до точки поля.
Рисунок 1 − Графики зависимости логарифма напряженности электрического
поля точечного заряда от логарифма расстояния до точки поля
По точке пересечения графика lgEотlgr с осью ординат определим b12, используя линию тренда у = ах + b на графике. Затем вычислим значение электрической постоянной ε0.
Для точечного заряда уравнение прямой
.1) для Q1 = 90 нКл
b12 = 2,9081
2) для Q1* = 80 нКл
b12* = 2,8573
Эксперимент 2
Таблица 3. Результаты измерений и расчётов для диполя
р1=180·10-11Кл·м, р1*=160·10-11Кл·м, L = 0,02 м
| r, м | 0.02 | 0.03 | 0.04 | 0.05 | 0.07 | 0.09 | 0.11 | 0.13 | 0.15 |
| lg r | -1,699 | -1,523 | -1,398 | -1,301 | -1,155 | -1,046 | -0,959 | -0,886 | -0,824 |
| F21, 10-3 Н | 202,50 | 90,21 | 50,63 | 32,53 | 16,58 | 9,98 | 6,69 | 4,80 | 3,60 |
 , 10-3 Н | 180,00 | 79,93 | 45,00 | 28,92 | 14,74 | 8,87 | 5,95 | 4,27 | 3,20 |
| Е, 104 В/м | 202,50 | 60,14 | 25,32 | 13,01 | 4,74 | 2,22 | 1,22 | 0,74 | 0,48 |
 , 104 В/м | 180,00 | 53,29 | 22,50 | 11,57 | 4,21 | 1,97 | 1,08 | 0,66 | 0,43 |
| lg Е | 6,306 | 5,779 | 5,403 | 5,114 | 4,676 | 4,346 | 4,085 | 3,868 | 3,681 |
 | 6,255 | 5,727 | 5,352 | 5,063 | 4,624 | 4,295 | 4,034 | 3,818 | 3,630 |
По данным табл. 3 построим графики зависимости логарифма напряженности электрического поля (lg Е) диполя от логарифма расстояния (lg r) до точки поля.
Рисунок 2 − Графики зависимости логарифма напряженности электрического
поля диполя от логарифма расстояния до точки поля
По точке пересечения графика lgEотlgr с осью ординат определим b2, используя линию тренда у = ах + b на графике. Затем вычислим значение электрической постоянной ε0.
Для диполя уравнение прямой
.3) для Q1 = 90 нКл
b2 = 1,2092
4) для Q1* = 80 нКл
b2*= 1,1589
По результатам экспериментов вычислим среднее значение электрической постоянной:
За погрешность электрической постоянной примем половину интервала между её крайними значениями:
Результат измерения электрической постоянной:
Вывод:
В ходе выполнения лабораторной работы экспериментально подтверждены закономерности для электрического поля точечного заряда и электрического диполя.
По результатам измерений построены графики зависимости логарифма напряженности электрического поля от логарифма расстояния до точки полядля различных значений величины точечного заряда. Полученные графики имеют вид прямых, что соответствует теоретическим представлениям.
По результатам измерений и расчетов получено значение электрической постоянной, равное
.Табличное значение электрической постоянной
согласуется с экспериментально найденным значением.