МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Тольяттинский государственный университет»
Институт инженерной и экологической безопасности

(наименование института полностью)
(наименование кафедры/департамента/центра полностью)

20.03.01 Техносферная безопасность

(код и наименование направления подготовки, специальности)

Противопожарные системы

(направленность (профиль) / специализация)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

“Электрическое поле точечных зарядов”
по учебному курсу «Физика 2»
Бригада 1

Студент	Гниломедов Николай Алексеевич (И.О. Фамилия)
Группа	ТБбп-2006ас
Преподаватель	Мелешко Игорь Вениаминович (И.О. Фамилия)

Тольятти 2023

Лабораторная работа №1

“Электрическое поле точечных зарядов”
по курсу “Физика 2”
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=70 нКл, Q₁^*=100 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	157,50	70,00	39,38	25,20	12,86	7,78	5,21	3,73	2,80
, 10-3 Н	225,00	100,00	56,25	36,00	18,37	11,11	7,44	5,33	4,00
Е1, 104 В/м	157,50	70,00	39,38	25,20	12,86	7,78	5,21	3,73	2,80
, 104 В/м	225,00	100,00	56,25	36,00	18,37	11,11	7,44	5,33	4,00
lg Е1	6,197	5,845	5,595	5,401	5,109	4,891	4,717	4,572	4,447
	6,352	6,000	5,750	5,556	5,264	5,046	4,872	4,727	4,602

---

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 = 70 нКл

b₁₂ = 2,7997



2) для Q₁* = 100 нКл

b₁₂* = 2,9546


Эксперимент 2

Таблица 3. Результаты измерений и расчётов для диполя

р₁=140·10^-11Кл·м, р₁^*=200·10^-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	157,50	69,72	39,38	25,30	12,86	7,76	5,20	3,73	2,80
, 10-3 Н	225,00	100,00	56,25	36,14	18,42	11,09	7,44	5,33	4,01
Е, 104 В/м	157,50	46,48	19,69	10,12	3,67	1,72	0,95	0,57	0,37
, 104 В/м	225,00	66,67	28,13	14,46	5,26	2,46	1,35	0,82	0,53
lg Е	6,197	5,667	5,294	5,005	4,565	4,237	3,976	3,759	3,572
	6,352	5,824	5,449	5,160	4,721	4,392	4,131	3,914	3,728

---

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 = 70 нКл

b₂ = 1,1005



4) для Q₁* = 100 нКл

b₂*= 1,2562



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.

---

Смотрите также файлы

• Какими мотивами должен руководствоваться работодатель, решая вопрос о приеме человека на работу.docx

• Эссе Экономические системы в эпоху Петра I.docx

• Патологический прелиминарный период родов.docx

• Оушылар ережесі.doc

• Понятие источников права.docx