Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лабораторные работы / ЗОЙБЕРГ - 2005 / 2kurs / Fiz_Lab_2kurs_doc_E-5(Electrostatica)

.doc
Скачиваний:
133
Добавлен:
08.01.2014
Размер:
77.82 Кб
Скачать

Отчёт о выполнении лабораторной работы № Э-5

«Исследование электростатического поля точечных зарядов»

Цель работы: Изучение электростатического поля, окружающего уединённый почечный заряд и поля системы одинаковых по величине, но противоположенных по знаку электрических зарядов (поле диполя)

Необходимое оборудование:

-Компьютер с программным комплектом Open Physics для эксперимента на ЭВМ

Формулы для расчёта

  1. Напряжённость электростатического поля: E = F/q, где F – сила, с которой поле действует на пробный заряд, q – величина пробного заряда

  2. Потенциал электростатического поля: φ = q/r, где q – заряд, создающий поле, r – удаление точки, в которой рассчитывается потенциал, от заряда

  3. Закон Кулона в скалярной форме: F = k(|q1|*|q2|)/(r2), где F – сила взаимодействия между двумя зарядами, q1,q2 – величины зарядов, r – расстояние между зарядами, k = 1/(4πε0), ε0 = 8,85*10-12 Кл2/(Н*м2)

Таблица результатов измерений

Задание1. Исследование электростатического поля уединённого заряда. (Схема на рис.1)

r12, м

0,10

0,24

0,29

0,33

0,35

0,41

0,46

0,52

0,55

0,65

F12, Н

450* *10-6

77* *10-6

53* *10-6

41* *10-6

37* *10-6

27* *10-6

21* *10-6

17* *10-6

15* *10-6

11* *10-6

q1 = 5*10-8 Кл

q2(пробный) = 1*10-8 Кл

Задание2. Исследование силовых линий. (Схема на рис.2 и 3)

1-я силовая линия диполя

E, В/м

2,37* *105

0,76* *105

0,48* *105

0,20* *105

0,15* *105

0,11* *105

0,13* *105

0,17* *105

0,28* *105

0,93* *105

φ, В

0,73* *105

0,37* *105

0,27* *105

0,13* *105

0,08* *105

0,01* *105

-0,06* *105

-0,10* *105

-0,18* *105

-0,42* *105

q1 = 3 мкКл

q 2 = -3 мкКл

L = 4 м

2-я силовая линия диполя

E, В/м

3,24* *105

0,76* *105

0,39* *105

0,20* *105

0,14* *105

0,15* *105

0,25* *105

0,45* *105

0,99* *105

2,34* *105

φ, В

0,86* *105

0,37* *105

0,23* *105

0,11* *105

0,03* *105

-0,06* *105

-0,15* *105

-0,25* *105

-0,43* *105

-0,72* *105

q1 = 3 мкКл

q 2 = -3 мкКл

L = 4 м

Силовая линия точечного заряда

E, В/м

9,71* *105

3,27* *105

0,75* *105

0,23* *105

0,15* *105

0,09* *105

0,04* *105

φ, В

1,49* *105

0,81* *105

0,32* *105

0,14* *105

0,10* *105

0,06* *105

0,04* *105

q = 3 мкКл

Ошибки измерения: ΔL = 10-4 м; Δq = 0,5*10-6 Кл; ΔF = 0,6*10-6 Н

Рисунки

Рис. 1. Исследование Рис. 2. Силовые линии диполя Рис. 3. Силовые линии монополя

поля одного заряда

путём применения пробного заряда

Результаты расчётов

Задание 1

E, Н/Кл

450* *102

77* *102

53* *102

41* *102

37* *102

27* *102

21* *102

17* *102

15* *102

11* *102

φ, Кл/м

50,0* *10-8

20,8* *10-8

17,2* *10-8

15,2* *10-8

14,3* *10-8

12,2* *10-8

10,9* *10-8

9,6* *10-8

9,1* *10-8

7,7* *10-8

r-1, м-1

10,0

4,2

3,5

3,0

2,9

2,4

2,2

1,9

1,8

1,5

r-2, м-2

100,0

17,4

11,9

9,2

8,2

5,9

4,7

3,7

3,3

2,4

Графики зависимостей E(r), E(r-2), φ(r), φ(r-1) представлены отдельно на миллиметровой бумаге.

Задание 2

Графики зависимостей E(φ) для двух силовых линий и график зависимости E(φ) для точечного заряда также представлены отдельно.

Выводы из работы

В лабораторной работе мы исследовали электростатическое поле точечных зарядов: уединённого и диполя. Построив графики зависимости напряжённости и потенциала от расстояния до точки, а также напряжённости от потенциала, мы проанализировали свойства электростатического поля.

« » 2005 г.

дата

Голубенко И.С. / /

группа ВК-24 подпись