физика / лр3 / lab3

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«Київський національний економічний університет імені Вадима Гетьмана»

Факультет інформаційних систем і технологій

Кафедра вищої математики

Лабораторна робота №2

з дисципліни «Фізика»

на тему: Вивчення електричного поля

Виконав студент

1 курсу ФІСіТ

Спеціальності 6101

Сергєєв Дмитро

Перевірив:

Викладач

Бабинюк О.І.

КИЇВ – 2013

Лабораторна робота №3

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

Хід роботи:

1. Дослідження поля точкового заряду.

1.1 У розділі «Електромагнетизм» обрали модель «Електричне поле точкових зарядів»

1.2 На панелі «Конфігурація» вибрали опцію «один заряд»

1.3. Установили значення заряду залежно від номеру робочого місця (№5)

q₁=-4 мкКл

D₁=3 м

1.4

Тільки силові лінії

Тільки еквіпотенціальні поверхні

Обидва

1.5 Виміри напруженості, потенціалу за допомогою курсору.

i	ϕ1*105 B	E1*10­­5 В/м	R1, м
1	-3.98	44	0.09
2	-1.73	8.35	0.2
3	-1.01	2.86	0.35
4	-0.68	1.27	0.53
5	-0.48	0.65	0.73
6	-0.27	0.2	1.35

1.6 Визначили значення радіусу еквіпотенціальних поверхонь за формулою

1.7 Висновок: Навколо точкового електричного заряду утворюється електричне поле, для нерухомого заряду його називають – електростатичним. Напруженість – векторна величина, що описує діючу на заряд силу, та напрям її вектора співпадає з напрямом дії сили. Потенціал – це енергетична характеристика поля. Поверхня, всі точки якої мають однаковий потенціал називається еквіпотенціальною.

Як видно з проведених розрахунків, потенціал та напруженість поля точкового заряду зменшуються зі збільшенням відстані виміру.

2. Дослідження поля двох точкових зарядів

2.1 На панелі «Конфігурація» вибрали опцію «два заряди»

2.2 Установили значення заряду як у п. 1.3, та відстань d=3m

2.3 Установили значення заряду q₁=q₂

Еквіпотенціальні поверхні мають форму деформованої усередині капсули, що визвано взаємним впливом зарядів.

2.4. При збільшенні відстані між точковими зарядами густина силових ліній зменшується, а радіус еквіпотенціальних поверхонь, навпаки, збільшується (крім деформованої ділянки на перпендикулярі, що з’єднує заряди).

2.5. q₁=-q₂

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

2.6.

Еквіпотенціальні поверхні більшого (по модулю) заряду мають більший радіус.

2.7.

Напруженість (Е) дорівнює нулю о точці, що лежить на середині відстані між зарядами, це пояснюється принципом суперпозиції, тобто вектори напруженості обох зарядів направлені у протилежні сторони, значення їх рівні, звідси векторна сума дорівнює нулю.

Потенціал ніде точно не дорівнює нулю, але він має настільки максимально наближене значення до 0, наскільки далеко від зарядів проводиться замір.

2.8.

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

Потенціал аналогічно с п.2.7.

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?

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