3.Порядок выполнения работы

1. У становить R₁ = 0. Включить установку.

2. Выставить напряжение U по указанию преподавателя или такое, при котором стрелка гальванометра стоит на последнем делении.

3. Определить количество делений n, на которое отклонилась стрелка.

4. Подобрать с помощью магазина сопротивлений такое R₁, при котором отклонение стрелки n уменьшается на 4-6 делений и выражается целым числом.

5. Повторить эту процедуру 4-5 раз таким образом, чтобы каждый раз происходило уменьшение n еще на 4-6 делений. Результаты измерений занести в таблицу 1.

6. Построить график зависимости R = f(1/n). Должна получиться прямая линия.

7. Выбрав на графике два значения R₁ и n, которые наилучшим образом ложатся на прямую (т.е. R_1,1 ,n₁ и R_1,2 ,n₂) , вычислить по рабочим формулам k_i, r_g и k_U.

8. Вывести формулы для подсчета относительных погрешностей и произвести их расчет.

9. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 2:

U, В

U, В

R0, Ом

ΔR0, Ом

R, Ом

ΔR, Ом

UАВ, В

UAB, %

rg, Ом

rg, %

ki А/дел

ki, %

kU В/дел

ku %

4.Контрольные вопросы

1. Сформулируйте закон Ома для участка цепи, для полной цепи и правила Кирхгофа.

2. Назначение гальванометра.

3. Что показывает цена деления электроизмерительного прибора?

4. Как можно увеличить пределы измерения электроизмерительных приборов?

5. Как подключают шунт к гальванометру, чтобы сделать его амперметром?

6. Как подключают добавочное сопротивление к гальванометру, чтобы сделать его вольтметром?

7. Как рассчитать шунт? Как рассчитать добавочное сопротивление?

8. Как определить абсолютную погрешность электроизмерительного прибора?

Лабораторная работа № 1.2 изучение электростатического поля

Цель работы: построить картину электростатического поля с помощью кривых равного потенциала.

Приборы и принадлежности: источник питания, кювета, электроды, зонд, нуль-гальванометр, вольтметр.

1.Основные указания

Для выполнения данной лабораторной работы студент должен знать:

закон Кулона, понятие напряженности и потенциала электростатического поля; теорему Остроградского-Гаусса.

Силовые линии - это линии, касательные в каждой точке к которым совпадают с направлением вектора напряженности электростатического поля. Густота силовых линий определяет значение напряженности. Напряженность служит силовой характеристикой поля и определяется отношением силы , действующей на пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда:

.

Направление вектора E совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд. Единица измерения - Н/Кл = В/м.

Эквипотенциальные линии - это линии (множество точек) одинакового потенциала.

Потенциал φ является скалярной величиной и характеризуется как работа, которую необходимо затратить, чтобы переместить единичный положительный заряд q из бесконечности в данную точку: φ = A/q. Единица измерения - Дж/Кл = В.

Работа по переносу положительного заряда из точки, имеющей радиус - вектор в точку с радиусом - вектором

, где = 9•10⁹ Н•м²/Кл²;

, . потенциалы начальной и конечной точек переноса. (Использован закон Кулона: ).

Вектор направлен по нормали от поверхности φ до поверхности положительного заряда q (рис.1).

Так как элементарная работа по перемещению заряда q из точки а в точку b

dA = Eqdr = q(φ-(φ+dφ)) = -qdφ, то .

В еличина характеризует быстроту изменения потенциала в направлении нормали и называется градиен­том потенциала. Так как силовые линии всегда перпендикулярны к эквипотенциальным поверхностям, то

.