Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лабораторные работы по физике.doc
Скачиваний:
225
Добавлен:
02.05.2015
Размер:
6.63 Mб
Скачать

Контрольные вопросы

На основе рассчитанных значений погрешностей и определите, какая схема дает минимальную ошибку в определении сопротивления проволоки?

От чего зависит систематическая погрешность при измерении сопротивления по схемам 1 и 2?

Как должны включаться в схему вольтметр и амперметр и каковы при этом требования к их внутренним характеристикам?

Что такое сопротивление и удельное сопротивление проводника, от чего зависят эти величины?

Литература.

1. Савельев И. В. Курс общей физики т. 2, любое издание.

2. Трофимова Т.И.. Курс физики, любое издание.

3. Скорохватов Н.А. Курс лекций по электромагнетизму. М: МИИГАиК, 2006 г

Лабораторная работа № 202 Исследование электростатического поля.

Приборы и принадлежности: электролитическая ванна с электродами,

осциллограф, лабораторный стенд с элек­трической схемой.

Цель работы: изучение характеристик электростатического поля, изучение метода моделирования.

Краткая теория:

Всякий заряд изменяет свойства пространства вокруг себя - создает электромагнитное поле. Вокруг покоящегося заряда существует электростатическое поле. Оно характеризуется вектором напряженности и потенциалом . Вектор является силовой характеристикой электрического поля и определяется как отношение силы действующей на некоторый "пробный" (точечный) положительный заряд , помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда:

Потенциал электрического поля является энергетической характеристикой и определяется как отношение потенциальной энергии W, которой обладает точечный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда:

Напряженность поля и потенциал характеризуют только поле, и не зависят от величины пробного заряда. Проекция вектора напряженности на произвольную ось l и потенциал φ связаны соотношением:

или в векторной форме

Отсюда

Таким образом, если известна одна характеристика поля ( или φ), то можно найти и другую (φ или ).

Для графического изображения электростатических полей используются силовые линии и эквипотенциальные поверхности. Силовые линии проводятся таким образом, чтобы выполнялись следующие условия:

Направление касательной к силовой линии в каждой точке пространства совпадает с направлением вектора в этой точке.

Число силовых линий, проходящих через перпендикулярную к ним площадку единичной площади, пропорционально модулю вектора напряженности.

Силовые линии электрического поля незамкнуты. Они начинаются и заканчиваются на зарядах или в бесконечности. В силу однозначного направления вектора напряженности в каждой точке поля силовые линии нигде не пересекаются.

Эквипотенциальная поверхность - это поверхность, все точки которой имеют одинаковый потенциал. Вектор (а, следовательно, и силовые линии) перпендикулярен к эквипотенциальной поверхности в любой ее точке и направлен в сторону уменьшения потенциала.

Основной задачей электростатики является нахождение напряженности и потенциала. Опыт показывает, что напряженность поля, создаваемого системой N точечных зарядов, равна векторной сумме напряженностей, создаваемых каждым из зарядов в отдельности:

Это утверждение носит название принципа суперпозиции электрических полей.

Потенциал результирующего поля, образованного системой из N точечных зарядов, определяется путем алгебраического суммирования потенциалов:

Принцип суперпозиции позволяет достаточно просто определить напряженность поля лишь для небольшого числа точечных зарядов. В более сложных случаях, в частности, для заряженных тел, обладающих симметрией (плоскость, цилиндр, шар и т.д.), напряженность поля может быть найдена с помощью теоремы Гаусса:

Здесь - поток вектора напряженности через некоторую замкнутую поверхность S. Поток пропорционален алгебраической сумме зарядов, находящихся в объеме, ограниченном данной поверхностью. Символ означает интеграл по замкнутой поверхности S; -нормальная составляющая Е для элементов интегрирования .

Аналитический расчет поля заряженного тела произвольной формы представляет собой непростую задачу, поэтому электростатические поля сложной конфигурации исследуются экспериментально.