Порядок выполнения работы
Согласуйте с преподавателем конфигурацию исследуемого поля.
Соберите схему согласно рисунку.
Налейте в ванну недистиллированную воду. Убедитесь, что координатная сетка плотно прилегает к дну ванны.
Начертите в определенном масштабе координатную сетку и отметьте на ней положение и форму электродов.
Подключите электроды к генератору звуковых частот, либо к генератору переменного напряжения. Установите напряжение U близкое к максимальному и частоту F~1200Гц.
Поместите зонд в произвольно выбранную точку электролитической ванны, отметьте эту точку на заготовленном изображении координатной сетки. С помощью вольтметра измерьте потенциал поля в этой точке. Перемещая зонд по ванне, найдите 5 – 7 точек с таким же значением потенциала. Отметьте эти точки на заготовленном изображении координатной сетки. Примечание: точки должны располагаться по всей ширине ванны.
Соедините отмеченные точки с одинаковым значением потенциала плавной кривой, получив, таким образом, изображение эквипотенциальной линии.
Проведите измерения аналогичные п.6, 7 для 7 линий с другими значениями потенциала. Примечание: картина эквипотенциальных линий должна охватывать всю площадь между электродами.
По полученной картине эквипотенциальных линий проведите 6-7 силовых линий. Примечание: линии должны начинаться на одном, а заканчиваться на другом электроде.
Пользуясь формулой (6) и изображенной картиной поля, оцените величину Е - напряженности электрического поля в нескольких точках ванны указанных преподавателем.
Положите в ванну хорошо проводящее (металлическое) тело (форма и положение этого тела выбирается по указанию преподавателя).
Начертите картину поля и оцените его напряженность, повторив п.6 - 10. Вблизи тела старайтесь проводить измерения особенно тщательно, располагая эквипотенциальные линии через ~1см друг от друга.
Сравните результаты, полученные при отсутствии и при наличии хорошо проводящего тела между электродами.
Контрольные вопросы
В чем заключается цель настоящей работы?
Как найти точки с одинаковым значением потенциала?
Какой прибор позволяет определить численное значение потенциала на эквипотенциальной линии, относительно какого тела этот потенциал определяется?
Что такое напряженность и потенциал электростатического поля?
Какова связь проекции вектора напряженности на некоторое направление и потенциала?
Какова связь вектора напряженности и потенциала?
Как по картине эквипотенциальных линий построить картину силовых линий электростатического поля? Докажите, что силовые линии пересекают эквипотенциальные поверхности под прямым углом.
Каково взаимное влияние проводящего тела и электростатического поля?
Какой угол составляют силовые линии с поверхностью заряженного проводника в непосредственной близости от неё вне проводника?
Чему равны напряженность и потенциал внутри заряженного проводника при равновесном распределении его заряда?
Где расположен избыточный заряд проводника?
Как можно вычислить напряженность и потенциал поля точечного заряда?
Как можно вычислить напряженность и потенциал поля, если заряженное тело нельзя считать точечным зарядом?
Сформулируйте теорему Гаусса для вектора напряженности электростатического поля в вакууме. Объясните, для чего и как она применяется.