Лабораторные / (№2-01)

11

6. Определите систематическую погрешность для одного из значений d:

5.2. Определение электрической постоянной при фиксированном значении d и

различных величинах .

1.Запишите расстояния d (см) между пластинами, емкость (нФ), диаметр пластин конденсатора D (м),и рассчитайте площадь пластин конденсатора S .

2.Используя данные эксперимента и из таблицы 3, рассчитайте по формулам

(18) и (15) для каждого значения (кВ):

3.Данные расчета Q и занесены в таблицу 3.

4.Дальнейшую обработку результатов ведите согласно пунктам 5 – 8 раздела 5.1

расчета при различных d.

5.Постройте и проанализируйте график зависимости заряда Q пластин конденсатора от поданного напряжения при фиксированном d. ( По оси ординат 1 см соответствует 100 нКл, по оси ординат – 1 см – 1 кВ).

5.3. Определение диэлектрической проницаемости ε различных диэлектриков

фиксированной толщины d.

12

1.Запишите толщину диэлектрической пластины d (см), емкость эталонного конденсатора (нФ).

Запишите диаметр пластин конденсатора D (м) и рассчитайте площадь пластин конденсатора S.

2.Используя данные эксперимента (кВ) и U (В) для конденсатора С с диэлектриком из таблицы 4, рассчитать по формулам (16) и (18) для каждого значения

(нКл).

Результаты занесите в таблицу 4.

3.Используя данные эксперимента и для конденсатора без диэлектрика из таблицы 4, рассчитайте по формулам (15) и (18) для каждого значения : (нКл)

Результаты занесите в таблицу 4.

4.Используя данные расчета Q и QВакуум из таблицы 4, рассчитайте по формуле (17)

величину для каждого значения :

. ε = Q

QВакуум

Здесь , а – заряд на пластинах конденсатора С без диэлектрика.

Полученные значения занесите в таблицу 4.

5.Дальнейшую обработку полученных значений и запись результатов проводите согласно пунктам 5-8 раздела 5.1 расчета ε 0 при различных d.

Формула расчета систематической погрешности для одного из значений имеет следующий вид:

данным таблицы 1. Абсолютная погрешность Dε = ε ×δ ε . Результат запишите в СИ

100

6.Постройте и проанализируйте график зависимости заряда на пластинах конденсатора Q и от поданного напряжения (по оси ординат 1,5 см соответствует 200 нКл, а по оси абсцисс 1,5 см- 2,0 кВ)

13

Библиографический список

1.Савельев И.В. Курс общей физики, КН 2, Электричество и магнетизм. М: «Издательство АСТ» 2002. 50-87 с.

2.Физика. Раздел: Электромагнетизм. Лабораторный практикум. М: МИСиС. «Учеба» 2008

3.Батурин Б.Н. Правила электробезопасности при выполнении лабораторных работ.

Учебное пособие. М: МИСиС. 1995

Контрольные вопросы

1.Что такое диэлектрики? Перечислите типы линейных диэлектриков. Как возникает в них процесс поляризации?

2.Что такое дипольный момент, диэлектрическая восприимчивость, вектор поляризации? Объясните физический смысл диэлектрической проницаемости.

3.В чем сущность теоремы Гаусса для диэлектриков, теоремы о циркуляции вектора напряженности электростатического поля по замкнутому контуру?

4.Объясните понятие емкости, от чего зависит емкость конденсатора. Выведите формулу емкости при последовательном и параллельном соединении конденсаторов.

5.В чем сущность метода измерений диэлектрической проницаемости диэлектриков в данной работе?

Индивидуальные задания

Задание 1

1.Определите напряженность поля , индукцию внутри плоского конденсатора,

имеющего площадь пластин S, расстояние между пластинами d,

диэлектрическую проницаемость заполнения . Получите выражение разности потенциалов между точками 1 и 2, лежащими внутри конденсатора.

2.Определите электрическую постоянную при фиксированном

=1,5 кВ и d, изменяющимся от 0,10 см до 0,35 см с шагом 0,05 см.

.

3.Обработку результатов измерений провести согласно пункту 1

раздела 5.

14

Задание 2

1.Определить напряженность электростатического поля в шаре с зарядом Q,

равномерно распределенным по объему, радиусом R, имеющего диэлектрическую проницаемость в точке .

2.Определите электрическую постоянную при фиксированном d=0,2 см и ,

изменяющимся от 0,5 до 4,0 кВ с шагом 0,05 кВ.

.

3.Обработку результатов измерений проведите согласно пункту 2

раздела 5.

Задание 3

1.Определить индукцию электростатического поля шара радиуса R, с

диэлектрической проницаемостью , равномерно заряженного по объему зарядом Q, в точке .

2.Определите диэлектрическую проницаемость пластика при ,

изменяющимся от 0,5 до 4 кВ с шагом 0,05 кВ.

.

3.Обработку результатов измерений проведите согласно пункту 3

раздела 5.

Задание 4

1.Определить потенциал электростатического поля шара радиуса R,с

диэлектрической проницаемостью , равномерно заряженного по объему зарядом Q, в точке .

2.Определите диэлектрическую проницаемость стекла при , изменяющимся от 0,5 до 4 кВ с шагом 0,05 кВ. .

3.Обработку результатов измерений проведите согласно пункту 3

раздела 5.