Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Аксенова Лабораторный практикум курса обсчей физики 2011

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
12.11.2022
Размер:
31.71 Mб
Скачать

7. Измерить мультиметром 5 напряжение U на выходе датчика 4. Записать полученный результат в табл. 3.34.1 с учетом множителя:

×0,1 (если на блоке датчика 4 выбран диапазон чувствительности 0–1кВ/м);

×1 (если выбран диапазон 1–10 кВ/м);

×10 (если выбран диапазон 10–100 кВ/м).

 

 

 

 

 

Таблица 3.34.1

 

 

 

 

 

 

 

а, м

r = R + a, м

ϕ103, В

U 10–3, В

E 103, В/м

 

измерения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.Вывести на высоковольтном источнике регулировочную ручку на 0 и разрядить сферу, легко коснувшись ее заземленной разрядной штангой.

9.Повторить пп. 6, 7 и 8 данного раздела, каждый раз повышая потенциал на сфере с шагом 1 кВ до 10 кВ.

10.Провести измерения для расстояний 0,50 и 0,75 м от поверхности сферы, повторяя действия пп. 6–9 данного раздела.

11.После окончания выполнения заданий данного раздела выключить оборудование.

II.Изучение в фиксированной точке поля зависимости напряженности электростатического поля сферического проводника R = 0,02 м от величины потенциала на его

поверхности

1.Выполнить пп.1–3 раздела I для сферического проводника

R = 0,02 м.

2.Включить оборудование в соответствии с пп. 4 и 5 раздела I.

3.Провести измерения напряжения U в соответствии с пп. 6–9 раздела I, записывая результаты в таблицу, созданную аналогично табл. 3.34.1.

231

4. После окончания выполнения заданий данного раздела выключить оборудование.

III.Изучение зависимости напряженности электростатического поля сферического проводника R = 0,06 м от расстояния

до центра сферы при постоянном потенциале на нем

1.Выполнить пп. 1–3 раздела I, установив измеритель с металлическим экраном на расстоянии 0,05 м от поверхности сферы.

2.Включить оборудование в соответствии с пп. 4 и 5 раздела I.

3.Сообщить сфере потенциал 10 кВ.

4.Провести измерения напряжения U в соответствии с п. 7 раздела I.

5.Повторить измерения, удаляя датчик от сферы через 0,05 м до 0,5 м и записывая результаты в таблицу, построенную аналогично табл. 3.34.1.

6.После окончания выполнения заданий данного раздела вывести на высоковольтном источнике регулировочную ручку на нуль и разрядить сферу, легко коснувшись ее заземленной разрядной штангой. Выключить оборудование.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

1. По результатам выполнения заданий I и II определить расстояния r = R + a до центра сфер, рассчитать значения напряженности поля Е по формуле (3.34.7) и их погрешности. Заполнить таблицы из заданий I и II. Полученные экспериментальные данные представить на одном рисунке в виде зависимостей напряженности электростатического поля Е от потенциала сферы ϕ при фиксированных расстояниях до центра r.

2.По результатам выполнения задания III определить расстояния r до центра сферы R = 0,06 м и рассчитать значения напряженности поля Е и их погрешности. Заполнить таблицу.

3.Полученные экспериментальные данные представить графи-

чески в виде зависимости lgЕ от lgr при постоянном потенциале ϕ сферы.

232

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

1.В разделе «Заключение» необходимо кратко изложить содержание и основные результаты работы.

2.Дать заключение о степени совпадения графиков, построенных по результатам разделов I и II «Задания», с видом теоретической зависимости, выраженной формулой (3.34.6). Используя метод наименьших квадратов, определить угловые коэффициенты

наклона графиков и сопоставить их с соответствующими значениями коэффициента пропорциональности 2R/r2 в уравнении

(3.34.6).

3.Анализируя результаты задания III, следует сравнить построенную в логарифмических осях зависимость с теоретической, выраженной формулой (3.34.6). Используя метод наименьших квадратов, определить угловой коэффициент наклона графика и сопоставить его с теоретическим, получаемым из уравнения (3.34.6).

4.Обсудить источники рассчитанных погрешностей и указать пути их минимизации.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Что такое напряженность Е электростатического поля?

2.От чего зависит заряд уединенной проводящей сферы и чему он равен?

3.Что такое зеркальный заряд и как он учитывается в расчетах напряженности поля Е?

4.Какие зависимости напряженности электрического поля Е определяются в данной работе?

5.Нарисуйте на черновом листе лабораторной тетради предпо-

лагаемый вид графиков Е(ϕ).

6. Зачем в задании III предлагается строить график зависимости напряженности поля от расстояния до центра сферы в логарифмическом масштабе?

7.Перечислите последовательность выполнения заданий.

8.Для чего на выходе высоковольтного источника устанавливается высокоомный резистор?

9.Что необходимо выполнять в обязательном порядке после каждого измерения в заданиях I и II?

233

10.Как следует брать в руки заземленную разрядную штангу?

11.Что категорически запрещено делать в процессе работы?

12.Каковы должны быть ваши действия в случае нештатной работы оборудования?

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1.Савельев И.В. Курс общей физики: В 5 кн. Кн.2. Электричество и магнетизм. М.: Астрель, 2004.

2.Светозаров В.В. Основы статистической обработки результатов измерений. М.: МИФИ, 2005.

Дополнительная

3.Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм. М.: Издательский дом «ОНИКС 21 век», 2005.

4.Иродов И.Е. Электромагнетизм. Основные законы. М.: Лаборатория базовых знаний, 2002.

5.Калашников С.Г. Электричество. М.: Физматлит, 2004.

234

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ КУРСА ОБЩЕЙ ФИЗИКИ

Раздел «Электричество и магнетизм»

Под редакцией В.Ф. Федорова

Редактор М.В. Макарова Оригинал-макет изготовлен М.В. Макаровой

Подписано в печать 15.11.2011. Формат 60х84 1/16

Уч.-изд. л. 15,5. Печ. л. 15,5. Тираж 1700 экз.

Изд. № 3/11. Заказ № 73.

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ». 115409, Москва, Каширское ш., 31.

ООО «Полиграфический комплекс «Курчатовский». 144000, Московская область, г. Электросталь, ул. Красная, д. 42