II. Приборы и принадлежности.

1. Ванна с водой.

2. Электроды.

3. Ключ.

4. Выпрямитель.

5. Вольтметр.

6. Зонды, подсоединенные к вольтметру.

III. Выполнение работы

И сследуемое электростатическое поле создается двумя металлическими проводниками, присоединенными к источнику тока (рис.3). Данные проводники (электроды) помещают в слабо проводящую среду, которую представляет собой водопроводная вода. Так как проводимость проводников в сотни тысяч раз больше проводимости воды, то потенциал проводников в различных точках можно считать одинаковым.

Топография поля в пространстве между проводниками (электродами) будет такой же, какой она была бы между проводниками, помещенными в однородную непроницаемую среду.

систему точек равного потенциала можно найти при помощи специальных щупов-зондов, между которыми включен вольтметр. Т.к. вольтметр измеряет разность потенциалов между зондами, то один из щупов-зондов присоединяют к одному из электродов. В данном случае его потенциал будет постоянным и его можно будет принять за нулевой. Тогда вольтметр будет отображать значение потенциала второго зонда, которым и будут отыскиваться точки равного потенциала в пространстве между электродами. По полученным точкам на миллиметровой бумаге строят эквипотенциальные линии.

Проведя от одного электрода к другому линии, ортогональные полученным эквипотенциальным поверхностям, получим силовые линии исследуемого поля.

1. В сосуде с водой установить у противоположных стенок ванны электроды. К электродам подвести напряжение не более 30 вольт.

2. На миллиметровой бумаге в выбранном масштабе воспроизвести координатную сетку сосуда (ванны), на которой отметить место расположения и форму электродов. Один из зондов присоединить к одному из электродов.

3. Включить ключ К. С помощью второго (свободного) зонда отыскать систему точек, имеющих одинаковый потенциал, например 5в. Нанести найден­ные точки на миллиметровую бумагу и провести через них плавную линию.

4. В такой же последовательности отыскать точки, имеющие потенциалы: 10в, 15в, 20в, 25в, 30в. Провести эквипотенциальные линии, соответствующие указанным потенциалам.

5. После построения эквипотенциальных линий, построить перпендикулярные к ним силовые линии. Указать их направление.

6. На расстоянии 5см между центрами, установить два малых цилиндрических электрода и присоединить их к источнику тока.

7. Повторить последовательность действий п.1-п.5.

IV. Содержание отчета.

Отчет по работе составляется в произвольной форме и должен содержать:

1. Краткое описание работы.

2. Экспериментальные значения.

3. Картину распределения потенциала и силовых линий.

4. Выводы.

V. Контрольные вопросы.

1. Какое поле называется электростатическим? Какими величинами оно описывается?

2. Что называется напряженностью электростатического поля?

3. Что называется силовой линией электростатического поля? Перечислите основные свойства силовых линий.

4. Что называется потенциалом электростатического поля?

5. Что называется эквипотенциальной поверхностью?

6. Напишите формулу, связывающую напряженность и потенциал?

7. Что называется потоком вектора индукции электрического поля?

8. Сформулируйте теорему Остроградского-Гаусса.

9. Почему электростатическое поле называется потенциальным?

10. Какое поле является однородным?

11. Найдите напряженность электрического поля в точке, лежащей посередине между точечными зарядами в 1 мКл и в 5 нКл. Расстояние между зарядами 10 см, среда воздух.

12. Расстояние между двумя точечными зарядами 8 нКл и – 15 нКл равно 0,05м. найдите напряженность электрического поля в точке, находящейся на расстоянии 3см от положительного заряда и 4см от отрицательного.

13. Определите напряженность электрического поля на расстоянии 2·10^-10м от одновалентного иона. Заряд иона считать точечным.

14. Два шарика с зарядами 7нКл и 13 нКл находятся на расстоянии 40см друг от друга. Какую работу надо совершить, чтобы сблизить их до расстояния 25 см?

15. Найдите скорость электрона, прошедшего разность потенциалов 1000В.

16. Э лектростатическое поле создано точечным зарядом – q. Укажите направление градиента потенциала в т.А. Выполнить то же задание для случая, если поле создано положительно заряженной плоскостью.

17. О пределить знак заряда у проводников, изображенных на рисунке.

18. Н а рис. показано электростатическое поле двух зарядов. Какой из этих зарядов больше?