Лабораторная работа

Ход работы:

1. Собрать установку

2. Определить время 10 полных колебаний

3. Вычислить период колебания по формуле T=t/N

4. Результаты записать в таблицу

5. Изменить длину нити и проделать не менее 4 опытов

6. Сделать вывод о зависимости

7. П остроить график зависимости T, L

8. Записать математическое выражение зависимости.

9. Сделать общий вывод.

Т ~ 

Задача

Билет № 18

1. Электрическое поле. Действия электрического поля на электрические заряды. Конденсатор. Энергия электрического поля конденсатора.

2. Экспериментальное определение жесткости пружины.

3. Задача на движение тела под действием силы тяжести (тело брошено под углом к горизонту).

Ответ

Согласно учению Фарадея и Максвелла, пространство, окружающее заряженное тело, отличается от пространства, в котором находятся незаряженные тела. В пространстве, где находится электрический заряд, существует электрическое поле. С помощью этого поля и осуществляется электрическое взаимодействие.

Электрическое поле представляет собой особый вид материи, отличающийся от вещества и существующий вокруг любых заряженных тел и частиц, обладающих электрическим зарядом. О существовании электрического поля можно судить только по его действиям. Действие электрического поля можно обнаружить, только если поместить в это поле какое-нибудь тело.

Основные свойства электрического поля:

1. Электрическое поле, окружающее один из зарядов, действует с некоторой силой на другой заряд, помещенный в это поле. И наоборот, электрическое поле второго заряда действует на первый. Сила, с которой электрическое поле действует на помещенный в него электрические заряд, называют электрической силой. Так, разноименно заряженные тела притягиваются, и силы, действующие на них, направлены вдоль одной прямой, соединяющей тела, навстречу друг другу. Одноименные заряды отталкиваются, и приложенные к ним силы направлены в противоположные стороны.

2. Вблизи заряженных тел действие электрического поля сильнее, а при удалении от них действие поля ослабевает.

Для графического изображения электрического поля принято использовать силовые линии. Наглядное проявление осуществления электрического поля можно наблюдать на опыте. Если мелкие кусочки волос или шерсти насыпать на стеклянную пластинку, которую поместить над заряженным телом, то мелкие кусочки волос под действием электрического поля переориентируются, они расположатся вдоль силовых линий электрического поля.

3. С иловые линии электрического поля – это линии, указывающие направление силы, действующей на это поле на помещаемую в него положительно заряженную частицу. Принято считать, что силовые линии поля, создаваемого положительно заряженным телом, направлены в разные стороны от него, а силовые линии поля, создаваемого отрицательно заряженным телом, направлены к этому телу. По густоте силовых линий можно судить о величине электрического поля: чем гуще линии, тем с большей силой электрическое поле действует на заряд. Так, вблизи заряженных тел действие электрического поля сильнее, и силовые линии расположены гуще, чем на расстоянии.

Для количественного определения электрического поля вводится силовая характеристика напряженность электрического поля.

Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда: E=F/q

Напряженность электрического поля – векторная физическая величина. Направление вектора  в каждой точке пространства совпадает с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд.

Опыты показывают, что электрически заряд удерживается на телах. Способность тел накапливать электрическиq заряд характеризуют электроемкостью.

Устройства, способные при малых размерах накапливать достаточно большие заряды, называют конденсаторами. Простейший плоский конденсатор представляет собой систему из двух металлических пластин, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. Между пластинами находится воздух или другой диэлектрик.

Если конденсатор присоединить к источнику постоянного тока, то на его пластинах появятся равные по модулю и противоположные по знаку электрические заряды. При этом заряд на пластинах пропорционален напряжению на конденсаторе и его емкости: q =CU, С — емкость конденсатора, ее измеряют в фарадах (1 Ф = 1 Кл/1 В).

Электрическое поле обладает энергией. В этом можно убедиться на опыте. Если переключатель П находится в положении 1, то конденсатор заряжается, т. е. накапливает заряд. При переводе переключателя в положение 2 лампа ярко вспыхивает. В этом случае источником энергии является электрическое поле заряженного конденсатора. Ее определяют по формуле W=q²/2C или W=CU²/2

Лабораторная работа

Б илет № 19

1. Опыт Эрстеда. Магнитное поле тока. Взаимодействие магнитов. Действие магнитного поля на проводник с током.

2. Экспериментальное определение центра тяжести пластины неправильной формы.

3. Комбинированная задача на КПД теплового двигателя.

Ответ

Опыт Эрстеда состоит в следующем. Если магнитную стрелку поместить под проводником с током, то она отклоняется от начального положения и станонится перпендикулярно проводнику.

При размыкании цепи стрелка возвращается в прежнее положение. Из опыта Эрстеда следует вывод: вокруг проводника с током существует магнитное поле. Направление силы, с которой это поле действует на магнитную стрелку, связано с направлением электрического тока.

Магнитное поле проявляется около постоянных магнитов и проводников, по которым идет электрический ток. Широко распространенным индикатором магнитного поля является магнитная стрелка (компас). С помощью этого индикатора можно обнаружить, что магниты разноименными полюсами притягиваются, а одноименными — отталкиваются. Это взаимодействие описывается по схеме: магнит — поле — магнит. Иначе говоря, вокруг магнита, как и проводника с током, существует магнитное поле, которое действует на другие магниты, в частности на магнитные стрелки или намагничивающиеся частицы железа (железные опилки).

Идентифицировать магнитное поле тока в плоскости, перпендикулярной проводнику, помогают железные опилки и магнитные стрелки. Пространственная ориентация опилок и стрелок изменяется на противоположную (на 180°) при изменении направления тока в проводнике. Это значит, что величина, характеризующая магнитное поле (она называется магнитной индукцией), будет векторной.

Многочисленные опыты свидетельствуют о том, что магнитное поле постоянного магнита действует на проводник с током (упорядоченно движущиеся электрические заряды). На неподвижные заряды магнитное поле не действует. Эти положения подтверждаются опытами: при замыкании электрической цепи проводник втягивается в область между по- люсами магнита, а при смене направления магнитного поля или тока выталкивается из этой области. При отсутствии тока нет взаимодействия проводника и магнита.

Явление взаимодействия проводника с током с магнитным полем магнита широко используется при конструировании измерительных приборов и электродвигателей. Магнитное поле постоянного магнита действует на движущиеся электрические заряды, не связанные с проводником. В катодных трубках, в телевизионных кинескопах пучок свободных электронов под действием магнитного поля постоянного магнита или электромагнита отклоняется от прямолинейного движения.