физика / лр3 / Laboratorna_Robota_Z_Fiziki_Malovana_D_M

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«Київський національний економічний університет імені Вадима Гетьмана»

Кафедра вищої математики ФІСіТ

Лабораторна робота № 3

з дисципліни «Фізика»

на тему: «Вивчення електричного поля»

Виконала: студентка 101 групи

1 курсу

факультету ІСіТ

Мальована Д.М.

Перевірив: викладач Бабинюк О.І.

КИЇВ-2013

Мета роботи: Вивчити основи закономірності в електричному полі і графічне зображення полів.

Порядок виконання роботи:

1.Дослідження поля одного точкового заряду.

1. У розділі «Електромагнетизм» обрати модель «Електричне поле точкових зарядів».

2. На панелі «Конфігурація» вибрати опцію «один заряд», підвівши курсор та натиснувши на ліву клавішу миші.

3. Установити значення заряду q₁ залежно від номера робочого місця.

4. На екрані вибрати опції: спочатку «силові лінії», потім «еквіпотенціальні поверхні». Вибрати одночасно обидві опції.

5. Підводячи курсор до всіх доступних еквіпотенціальних поверхонь, виміряти E_i та φ_i , де і – номер еквіпотенціальної поверхні, рахуючи від заряду. Отримані дані занести до таблиці.

6. Визначити значення радіусу еквіпотенціальних поверхонь за наближеною формулою R= отримані розрахунки занести до таблиці.

7. Зробити висновок.

2.Дослідження поля двох точкових зарядів

2.1На панелі «Конфігурація» вибрати опцію «два заряди», підвівши курсор та натиснувши на ліву клавішу миші

2.2 Установити значення заряду q₁ як в п 1.3, та відстань d.

2.3 Установити значення заряду q₂=q_1, змалювати картину отриману на екрані. Зробити висновок стосовно форми еквіпотенціальних поверхонь.

2.4 Для випадку q₂=q₁ міняти відстань між зарядами. Зробити висновок стосовно густини силових ліній та радіусу еквіпотенціальних поверхонь.

2.5 Установити значення заряду q₂= -q₁, замалювати картину отриману на екрані. Зробити висновок стосовно форми еквіпотенціальних поверхонь.

2.6 Установити значення заряду q₂>q₁, замалювати картину отриману на екрані . Зробити висновок стосовно форми еквіпотенціальних поверхонь.

2.7 Встановити на екрані параметри q₁= 5 мкКл, d= 5 м, q₂= 5мкКл. Рухаючи курсор вздовж лінії , яка з’єднує заряди, спостерігати як міняється значення напруженості і потенціалу. Знайти точку де напруженість або (і) потенціал дорівнює нулю. Пояснити.

2.8 Встановити значення q₁= 3 мкКл, d= 5 м, q₂= 5 мкКл і повторити дії з пп 2.7. Зробити висновок.

2.9 Встановити значення q₁= -3 мкКл, d= 5 м, q₂= 5 мкКл і повторити дії з пп 2.7. Зробити висновок.

Контрольні запитання:

1.Чому еквіпотенціальні поверхні перпендикулярні до силових ліній?

2.В чому полягає принцип суперпозиції електричних полів? Відповідь пояснити малюнком.

Номер робочого місця=1;

q₁= -3 мкКл;

d= 5 м.

Хід роботи:

i	φi • 103 B	Еі •103	Ri, м
1.	-92	240	-0.38
2.	-86	208	-0.41
3.	-70	133	-0.52
4.	-49	59	-0.83
5.	-32	23	-1.39
6.	-14	4	-3.5

1.5 та 1.6

1.7. Після проведених розрахунків, ми можемо побачити, що потенціал та напруженість поля точкового заряду зменшуються зі збільшенням відстані виміру.

2.3. та 2.4.

При збільшенні відстані між точковими зарядами густина силових ліній зменшується, а радіус еквіпотенціальних поверхонь, навпаки, збільшується.

2.5 та 2.6.

Форми еквіпотенціальних поверхонь зарядів рівні, та утворюють деформовані еліпси. На середині відстані між зарядами еквіпотенціальні поверхні утворюють перпендикуляр до найкоротшого відрізка з’єднуючого заряди.

2.7

Напруженість дорівнює нулю у центрі лінії, що з’єднує 2 заряди. За принципом суперпозиції, напруженість у точці дорівнює сумі напруженості полів, утворених кожним з зарядів окремо. Так як заряди одного знаку, то напруженість кожного буде напрямлена від другого заряду. Тоді напруженості погашають одна одну між зарядами. І тому як заряди однакові за величиною, то напруженість системи дорівнює нулю рівно між ними. Потенціал не дорівнює нулю бо це скалярна величина.

2.8

Напруженість дорівнює нулю у точці де векторна сума Е₁ та Е₂ дорівнює нулю (зсунута до меншого заряду).

2.9

Результуючий потенціал дорівнює нулю у точці, де потенціали обох зарядів урівноважуються за принципом суперпозиції.

Напруженість поля наближається до нуля із збільшенням відстані від зарядів.

Контрольні запитання:

1.Чому еквіпотенціальні поверхні перпендикулярні до силових ліній?

Еквіпотенціальність поверхні означає нульову роботу при руху по будь-якій траєкторії на цій поверхні, тобто по будь-якій траєкторії на цій поверхні сили діють тільки перпендикулярно руху.

2.В чому полягає принцип суперпозиції електричних полів? Відповідь пояснити малюнком.

Напруженість електростатичного поля, створеного у данній точці системою зарядів, є сума напруженостей полів окремих зарядів.