Файл: Изучение распределения потенциала в электростатическом поле.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.11.2023
Просмотров: 22
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
7. На рисунке изображено однородное электрическое поле. Между какими точками нет напряжения (равно нулю), между какими точками оно одинаково, а между какими максимальное?
Между какими точками нет напряжения (равно нулю)? | |
Между какими точками макси-мальное напряжение? | |
Между какими точками на- пряжение одинаково? | |
8 . На рисунке изображено поле точечного
заряда. Сравните работу по перемещению
положительного заряда во всех указанных
случаях.Замените знак «?» знаком «>», «<»
или «=».
А1-2 А1-3 | А2-1 А2-3 | А3-1 А3-2 | А4-1 А4-2 | А1-2 А3-5 | А1-3 А1-4 |
А1-2 А1-4 | А2-1 А2-4 | А3-1 А3-4 | А4-1 А4-3 | А1-2 А4-6 | А2-3 А1-5 |
А1-2 А1-5 | А2-1 А2-5 | А3-1 А3-5 | А4-1 А4-5 | А3-5 А4-6 | А2-6 А1-4 |
А1-2 А1-6 | А2-1 А2-6 | А3-1 А3-6 | А4-1 А4-6 | А1-5 А1-3 | А2-3 А3-2 |
9.На рисунке к задаче 7 изображено поле точечного заряда.
Найдите А1-2 А1-5 А4-1, если r1=10см; r2=20см; r3=30см, заряд источник равен 4 мКл, заряд пробник 3 нКл. к=9•109 Н•м2/Кл2.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
10. На рисунке к задаче 7 изображено поле точечного заряда. Сравните скорости положительных заряженных частиц после перемещения их электрическим по указанным траекториям. Замените знак «?» знаком «>», «<» или «=».
V1-2 V1-3 | V2-1 V2-3 | V3-1 V3-2 | V4-1 V4-2 | V1-2 V3-5 | V1-3 V1-4 |
V1-2 V1-4 | V2-1 V2-4 | V3-1 V3-4 | V4-1 V4-3 | V1-2 V4-6 | V2-3 V1-5 |
V1-2 V1-5 | V2-1 V2-5 | V3-1 V3-5 | V4-1 V4-5 | V3-5 V4-6 | V2-6 V1-4 |
V1-2 V1-6 | V2-1 V2-6 | V3-1 V3-6 | V4-1 V4-6 | V1-5 V1-3 | V2-3 V3-2 |
11. На рисунке изображено однородное электрическое поле. Сравните работу по перемещению положительного заряда во всех указанных случаях.
А1-2 А1-3 | А2-1 А2-3 | А3-1 А3-2 | А4-1 А4-2 | А1-2 А3-5 | А1-3 А1-4 |
А1-2 А1-4 | А2-1 А2-4 | А3-1 А3-4 | А4-1 А4-3 | А1-2 А4-6 | А2-3 А1-5 |
А1-2 А1-5 | А2-1 А2-5 | А3-1 А3-5 | А4-1 А4-5 | А3-5 А4-6 | А2-6 А1-4 |
А1-2 А1-6 | А2-1 А2-6 | А3-1 А3-6 | А4-1 А4-6 | А1-5 А1-3 | А2-3 А3-2 |
12. На рисунке к задаче 10 изображено однородное электрическое поле. Сравните скорости положительных заряженных частиц после перемещения их электрическим по указанным траекториям. Замените знак «?» знаком «>», «<» или «=».
V1-2 V1-3 | V2-1 V2-3 | V3-1 V3-2 | V4-1 V4-2 | V1-2 V3-5 | V1-3 V1-4 |
V1-2 V1-4 | V2-1 V2-4 | V3-1 V3-4 | V4-1 V4-3 | V1-2 V4-6 | V2-3 V1-5 |
V1-2 V1-5 | V2-1 V2-5 | V3-1 V3-5 | V4-1 V4-5 | V3-5 V4-6 | V2-6 V1-4 |
V1-2 V1-6 | V2-1 V2-6 | V3-1 V3-6 | V4-1 V4-6 | V1-5 V1-3 | V2-3 V3-2 |
1 3. На рисунке изображены силовые линии и линии, соответствующие потенциалам 5 В и 10 В, поля, созданного зарядом q1 = 50 мкКл.
Изобразите линию, соответствующую потенциалу 20 В.
Изобразите в том же масштабе силовые линии и эквипотенциальные поля, созданного зарядом q2 = -25 мкКл.
1 4. На рисунке изображены силовые линии и линии,
соответствующие потенциалам 10 В и 20 В, поля,
созданного зарядом q1 = -20 мкКл.
Изобразите линию, соответствующую потенциалу
5 В. Изобразите в том же масштабе силовые линии и эквипотенциальные поля, созданного зарядом q2 = 40 мкКл.
15. На рисунке изображено однородное электрическое поле и однородное гравитационное поле. Сравните работу по перемещению пробного заряда (>˂=) и пробной массы.
Сравните скорости пробных зарядов и масс, переместившихся между указанными точками. Начальные скорости равны нулю (сопротивление не учитывать)
Г равитационное поле
А1-2 А2-5 | А4-6 А1-5 | А1-3 А1-6 | А1-5 А2-6 | А1-4 А3-6 |
V1-2 V2-5 | V4-6 V1-5 | V1-3 V1-6 | V1-5 V2-6 | V1-4 V3-6 |
Электрическое поле
А1-2 А2-5 | А4-6 А1-5 | А1-3 А1-6 | А1-5 А2-6 | А1-4 А3-6 |
V1-2 V2-5 | V4-6 V1-5 | V1-3 V1-6 | V1-5 V2-6 | V1-4 V3-6 |
16. Заполните пропуски в тексте, используя слова: кулоновская, электрическое, силовое
Если в пространство, окружающее любой ______________заряд внести другой заряд, то на него будет действовать ____________ сила, т.е. в пространстве окружающем любой заряд существует _____________ поле.
Электрическое взаимодействие зарядов осуществляется через посредство _______________ поля. Каждый заряд создает в окружающем пространстве _______________поле и оно действует на другие заряды.
17. Опишите принцип действия установки и из каких частей она состоит?
A________________________________________
B________________________________________
C________________________________________
D________________________________________
E________________________________________
R________________________________________
V__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
18. Связь междунапряженностью и напряжением связано соотношением:
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
19.В СИ напряженность измеряется в _______________, напряжение в _____________ .
Описание установки и метода измерений
В данной работе исследование электрического поля заряженных металлических электродов осуществляется путем моделирования этого поля те созданием другого эквивалентного ему поля Таким эквивалентом является электрическое поле в электролите с плохой проводимостью в который помещают увеличенную копию исследуемой электродной системы а электроды подключают к делителю напряжения цепи источника тока подобрав нужные их потенциалы Этот метод получил название метода
электро-литической ванны
О н основан на том что при слабых токах в электролите справедлив закон Ома те линии тока совпадают с линиями напряженности поля а эквипотенциальные поверхности поля в электролитической ванне совпадают с эквипотенциальными поверхностями моделируемого электростатического поля Так как, зонд вводится в проводящую среду то решается проблема стекания с него индуцированного заряда
Надо однако выполнить следующие условия:
-
Электролит должен быть однородным и с большим омическим сопротивлением -
Вместо постоянного тока целесообразно использовать переменный ток небольшой частоты Этим устраняется электролитическая поляризация электродов вследствие электролиза -
Для измерения потенциалов соответствующих эквипотенциальных поверхностей используется электрическая схема напоминающая мостиковую схему в которой реохорд заменен потенциометрическим реостатом с вольтметром измеряющим напряжения между подвижным контактом реостата и его концевой клеммой присоединенной к электроду ванны потенциал которого принят за нуль Роль двух других плеч играют участки электролита по разные стороны от эквипотенциальной линии на которой находится зонд при условии равновесия те когда он имеет потенциал подвижного контакта реостата измеряемый вольтметром
В макете лабораторной установки используется электролитическая ванна из оргстекла которая позволяет изучать электрическое поле в одной плоскости Электролитом служит водопроводная вода Схема включения установки показана на рис3 Зонд изготовленный в виде острия на изолирующей ручке подсоединен к клемме амперметра Вольтметр соединенный с делителем напряжения измеряет его потенциал относительно одного из электродов (на рисунке электрод А) Вольтметр установлен внутри макета установки Значения потенциалов измеряемых вольтметром в виде таблицы указаны на установке Определение координат исследуемых точек поля и электродов производится с помощью координатной сетки
Измерения и обработка результатов измерений
-
Заполняют ванну водой регулируя её горизонтальность установленными винтами -
На листе миллиметровой или клетчатой бумаги в соответствующем масштабе наносят форму и расположение электродов -
Включают в сеть ванну -
Устанавливают переключатель делителя напряжения в крайнее положение записывают соответствующее ему показание вольтметра указанное в таблице на макете установки -
Водят зондом вдоль горизонтальной оси координатной сетки пока не найдут положение при котором стрелка амперметра установится на «0» (нуль) За потенциал зонда (и соответствующей точки поля) можно принять показание вольтметра Отметив на миллиметровой бумаге найденную точку ищут соседнюю точку отстоящую на 1-2 см и таким путем находят достаточное число точек для построения эквипотенциальной линии Точки с одинаковым потенциалом соединяют линией -
Уменьшают показания вольтметра и записав как потенциал следующей эквипотенциальной линии находят таким же способом координаты точек с этим значением потенциала Таким образом исследуется вся ванна -
После построения эквипотенциальных линий на графике наносятся силовые линии перпендикулярно к эквипотенциальным линиям и к поверхности электродов в точках входа и выхода -
Зная распределение эквипотенциальных линий в электролитической ванне можно определить значение напряженности поля в любой его точке Например найдем значение в произвольной точке х =х0 при у=0 Для этого на миллиметровой бумаге необходимо построить график зависимости (х) Поскольку или то напряженность поля можно найти графически как производную функции в точке х0 Численному значению вектора на графике соответствует тангенс угла наклона касательной к кривой в точке х = х0 Если поле однородно или эквипотенциальные линии расположены так близко что поле можно считать однородным то