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
Кудінова В.Д.
Перевірив: викладач Бабинюк О.І.
КИЇВ-2013
Мета роботи: Вивчити основи закономірності в електричному полі і графічне зображення полів.
Хід роботи:
1.Дослідження поля одного точкового заряду.
-
У розділі «Електромагнетизм» обрали модель «Електричне поле точкових зарядів».
-
На панелі «Конфігурація» вибрали опцію «один заряд», підвівши курсор та натиснувши на ліву клавішу миші.
-
Установили значення заряду q1 залежно від номера робочого місця.
Номер робочого місця=1;
q1= -3 мкКл;
d= 5 м.
1.4 На екрані вибрати опції: спочатку «силові лінії», потім «еквіпотенціальні поверхні». Вибрати одночасно обидві опції.
1.5.Підводячи курсор до всіх доступних еквіпотенціальних поверхонь, виміряти Ei та φi , де і – номер еквіпотенціальної поверхні, рахуючи від заряду. Отримані дані занести до таблиці.
|
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 |
1.6.Визначили
значення радіусу еквіпотенціальних
поверхонь за наближеною формулою
R=
отримані
розрахунки занесли до таблиці.
1.7.Висновок: Після проведених розрахунків, ми можемо побачити, що потенціал та напруженість поля точкового заряду зменшуються зі збільшенням відстані виміру.
2.Дослідження поля двох точкових зарядів
2.1На панелі «Конфігурація» вибрали опцію «два заряди», підвівши курсор та натиснувши на ліву клавішу миші
2.2 Установили значення заряду q1 як в п 1.3, та відстань d.
2.3
Установили
значення
заряду q2=q1,
змалювати
картину отриману на екрані.
2.4
Для випадку q2=q1
змінили відстань між зарядами.
Висновок: при збільшенні відстані між точковими зарядами густина силових ліній зменшується, а радіус еквіпотенціальних поверхонь, навпаки, збільшується.
2.5 Установили значення заряду q2= -q1.
Висновок: 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 Установили значення заряду q2>q1.
2.7 Встановили на екрані параметри q1= 5 мкКл, d= 5 м, q2= 5мкКл. Рухаючи курсор вздовж лінії , яка з’єднує заряди, спостерігали як міняється значення напруженості і потенціалу. Знайшли точку, де напруженість або (і) потенціал дорівнює нулю.
Висновок: 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 Встановили значення q1= 3 мкКл, d= 5 м, q2= 5 мкКл і повторили дії з пп 2.7.
Висновок: Напруженість дорівнює нулю у точці де векторна сума Е1 та Е2 дорівнює нулю (зсунута до меншого заряду).
2.9 Встановили значення q1= -3 мкКл, d= 5 м, q2= 5 мкКл і повторили дії з пп 2.7.
Висновок: 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.
