Порядок выполнения задания 1:
Перед вами на экране монитора должны быть два заряда (красный - Q1, синий - Q2) и в левом нижнем углу в текстовом окне настоящее описание лабораторной работы, которое должно находиться постоянно в поле зрения во время выполнения заданий. Если по каким-либо причинам заряды отсутствуют, то с помощью кнопок панели инструментов поместите их на экран. Если имеется лишние заряды , то уберите их.
"Включите" измерительную сетку, которая обеспечит вам необходимую точность при начальной установке зарядов.
Теперь для реализации условий задания, соответствующих вашему варианту, необходимо провести следующие действия.
1. С помощью левой кнопки мыши перетащите красный заряд Q1 в точку X1, синий заряд Q2 - в точку X2. Все параметры зарядов и расстояния указаны в вашем варианте.
Следует помнить, что это предварительная грубая установка зарядов, а поэтому необходимо перейти к следующей - точной.
2. Для точной установки зарядов Q1 и Q2 сначала откройте окно "Параметры зарядов" с помощью пункта "Параметры зарядов" в ниспадающем меню "Свойства". После этого необходимо "переписать" данные вашего варианта в окно "Параметры зарядов".
а) Начните с закрепленного красного заряда Q1. Для этого в окне "Параметры зарядов" с помощью маленьких кнопок со стрелками переключателя "вверх-вниз" установите справа от слов "Заряд" номер заряда "1". В последующих нижних полях с помощью аналогичных переключателей установите точные значения Q1, X1. Остальные поля, кроме массы заряда (ее не изменяйте), должны содержать нули. Особое внимание обратите на то, чтобы Y-координата первого и второго зарядов была равно нулю. Если она отлична от нуля, то с помощью соответствующего переключателя обязательно установите ее нулевое значение.
б) Поставьте в окошке переключателя "Заряд" цифру "2", соответствующую закрепленному синему заряду Q2. Установите точные значения Q2, X2 в соответствующих полях и нулевое значение Y-координаты синего заряда, не изменяя его массы.
3. Теперь необходимо найти точку (X3,Y3), удаленную от красного заряда Q1 на расстояние R1 и от синего заряда Q2 на R2.
Чтобы найти координаты этой точки, выполните следующие действия.
а) Откройте меню "Опции" и в ниспадающем меню щелкните мышью по пункту "Линейка"- вы "включили" линейку, с помощью которой можно измерять расстояния между точками.
б) Поместите курсор мыши в центр красного кружка заряда Q1 так, чтобы координаты курсора, которые вы видете в статус-строке в левом нижнем углу экрана, совпали с местоположением заряда (X1,0). Если координаты курсора несколько отличаются, то медленно передвиньте курсор в пределах красного кружка так, чтобы совпадение произошло. После этого нажмите на левую кнопку мыши - вы зафиксировали точку (X1,0), от которой вам нужно отмерить известный радиус R1 и в нажатом состояние проводите последующие действия, не отпуская, до особого указания, левой кнопки мыши.
в) Передвиньте курсор на такое расстояние от заряда Q1 к заряду Q2, чтобы длина появившейся стрелки равнялась заданному значению R1. Для этого посмотрите на статус-строку, в которой слева приведены X- и Y-координаты конца стрелки, а затем справа, после слова "Расстояние"(или "Distance") - значение длины стрелки. Вам необходимо изменить длину стрелки так, чтобы значение длины в статус-строке справа совпадало с заданным значением R1.
г) Теперь стрелкой радиуса R1, как циркулем, проведите дугу сверху от заряда Q2, фиксируя две-три точки пересечения этой дуги с линиями сетки. Значения координат этих точек вы увидете в статус-строке слева в тот момент, когда конец стрелки будет находиться на линии сетки. Эти значения необходимо обязательно записать в лабораторную тетрадь. Затем отпустите левую кнопку мыши. Стрелка, которая была видна при нажатой левой кнопке мыши и с помощью которой вы измеряли, как линейкой, длину R1, исчезнет.
д) Затем реализуйте вышеизложенное в пунктах б)-г), но, на этот раз, для заряда Q2 и расстояния R2, фиксируя две-три точки пересечения дуги радиуса R2 с линиями сетки.
е) Точкой пересечения двух дуг и будет искомая точка (X3,Y3), которая одновременно отстоит на расстояние R1 от заряда Q1 и на расстояние R2 от заряда Q2.
Запишите найденные координаты точки (X3,Y3) в лабораторную тетрадь.
4. Итак, теперь параметры зарядов соответствуют вашему варианту задания, координаты точки (X3,Y3) найдены, и вы можете проводить измерения. Кроме двух зарядов перед вами должно находится окно "Описание лабораторной работы".
Откройте пункт "Электрическое поле, потенциал" в ниспадающем меню "Вид" (это можно сделать также, щелкнув мышью по кнопке :/ на панели инструментов). Поместив конец курсора мыши в точку (X3,Y3), вы увидите направление и величину напряженности электрического поля в этой точке. Стрелка, которую вы видите, есть вектор напряженности E электрического поля в месте расположения курсора, а в появившемся окне "Электрическое поле, потенциал" приводятся значения величины этой напряженности и .
Из окна "Электрическое поле (E) потенциал (V)" , в котором при правильном положении курсора мыши в окошке "X (м)" должно быть значение координаты X3 , а в окошке "Y (м)" - координаты Y3, запишите в лабораторную тетрадь из окошка снизу от "E (В/м)" искомое значение напряженности E, а также из окошек снизу от "Ex (В/м)" и "Ey(В/м)" значения X- и Y-компонентов этой напряженности с учетом знака. Это одно из двух возможных решений задания 1.
Другое решение можно получить, если переместить курсор в точку с координатами (X3,-Y3).
Из окна "Электрическое поле (E) потенциал (V)" , в котором при правильном положении курсора мыши в окошке "X (м)" должно быть значение координаты X3 , а в окошке "Y (м)" - координаты -Y3, запишите в лабораторную тетрадь из окошка снизу от "E (В/м)" искомое значение напряженности E, а также из окошек снизу от "Ex (В/м)" и "Ey(В/м)" значения X- и Y-компонентов этой напряженности с учетом знака. Это второе решение задания 1.
Перепишите ваш вариант следующего задания в тетрадь и приступайте к выполнению пункта “Порядок выполнения задания 2”.
Задание 2. Электрическое поле создано точечными зарядами Q1 и Q2, находящимися на оси Y в точках Y1 и Y2. Определите работу сил поля, совершаемую при перемещении заряда Q из точки A с координатами (XА,YА) в точку B с координатами (XB,YB).
Величина и координаты зарядов указаны ниже:
Вариант № 1
Q1 = 8000 нКл; Y1 = 0;
Q2 = -8000 нКл; Y2 = 1;
Q = 1000 нКл;
Точка A : XA = -2; YA= 0;
Точка B : XB= 0; YB= 3.
Вариант № 2
Q1 = 4000 нКл; Y1 = -1;
Q2 = -4000 нКл; Y2 = 1;
Q3 = 500 нКл;
Точка A : XA= -3; YA= 0;
Точка B : XB= 0; YB= 4.
Вариант № 3
Q1 = 2000 нКл; Y1 = -1;
Q2 = -2000 нКл; Y2 = 1;
Q3 = 400 нКл;
Точка A : XA= -3; YA= -1;
Точка B : XB= 1; YB= 4.
Вариант № 4
Q1 = -6000 нКл; Y1 = 0;
Q2 = 6000 нКл; Y2 = 1;
Q = 800 нКл;
Точка A : XA = -2; YA = 0;
Точка B : XB = 0; YB = 3.
Вариант № 5
Q1 = -4000 нКл; Y1 = -1;
Q2 = 4000 нКл; Y2 = 1;
Q3 = 400 нКл;
Точка A : XA = -3; YA = 0;
Точка B : XB = 0; YB = 4.
Вариант № 6
Q1 = -2000 нКл; Y1 = -2;
Q2 = 2000 нКл; Y2 = 1;
Q3 = 200 нКл;
Точка A : XA = -3; YA = -1;
Точка B : XB = 1; YB = 4.
Вариант № 7
Q1 = 8000 нКл; Y1 = 0;
Q2 = -8000 нКл; Y2 = 2;
Q = 1000 нКл;
Точка A : XA = -2; YA = 0;
Точка B : XB = 0; YB = 3.
Вариант № 8
Q1 = 4000 нКл; Y1 = -1;
Q2 = -4000 нКл; Y2 = 3;
Q3 = 500 нКл;
Точка A : XA = -3; YA = 0;
Точка B : XB = 0; YB = 4.
Вариант № 9
Q1 = 2000 нКл; Y1 = -1;
Q2 = -2000 нКл; Y2 = 2;
Q3 = 400 нКл;
Точка A : XA = -3; YA = -1;
Точка B : XB = 1; YB = 4.
Вариант № 10
Q1 = -6000 нКл; Y1 = 0;
Q2 = 6000 нКл; Y2 = 2;
Q = 800 нКл;
Точка A : XA = -2; YA = 0;
Точка B : XB = 0; YB = 3.
Вариант № 11
Q1 = -4000 нКл; Y1 = -2;
Q2 = 4000 нКл; Y2 = 1;
Q3 = 400 нКл;
Точка A : XA = -3; YA = 0;
Точка B : XB = 0; YB = 4.
Вариант № 12
Q1 = -2000 нКл; Y1 = -1;
Q2 = 2000 нКл; Y2 = 2;
Q3 = 200 нКл;
Точка A : XA = -3; YA = -1;
Точка B : XB = 1; YB = 4.