Презентация к лабораторному занятию по физике «ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ МЕТОДОМ ЗОНДА»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4«ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ МЕТОДОМ ЗОНДА» ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение электростатического поля заряженных тел различной конфигурации;экспериментально найти расположение эквипотенциальных поверхностей, построить эквипотенциальные линии и линии напряженности для полей: а) плоских электродов; б) плоского электрода и точечного заряда; в) плоских электродов с внесенным металлическим кольцом и диэлектрическим кольцом;рассчитать поле плоских электродов, найти напряженность результирующего поля плоского электрода и точечного заряда в векторной форме и представить в виде формулы. Электростатическое поле, его характеристикисиловая характеристики- вектор напряженностиэнергетическая характеристика - потенциал изменение потенциала на длине dr,для однородного поля. Графически электростатические поля изображают в виде совокупности силовых линий и -эквипотенциальных поверхностей, которые взаимноперпендикулярны. В проводнике (металле), помещенном в электрическое поле под действием электрических сил свободные электроны перераспределяются внутри металла так, что в любой точке внутри этого проводника напряженность равна нулю; внутренняя полость в замкнутом проводнике экранирована от внешних электростатических полей -электростатическая защита. Потенциал всего объема проводника постоянен и равен потенциалу на его поверхности. В диэлектриках свободные заряды отсутствуют. Во внешнем электростатическом поле происходит поляризация диэлектриков вследствие чего они ослабляют внешнее поле в ε раз, где - относительная диэлектрическая проницаемость, показывает во сколько раз диэлектрик ослабляет диэлектрическое поле ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ Электролитическая ванна плоской формы.Набор электродов.Гальванометр. Источник постоянного напряжения до 30В.Зонды.Металлическое кольцо. Кольцо из диэлектрика.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА Упражнение 1. Исследование электростатического поля двух плоских электродов.Найти распределение эквипотенциальных поверхностей.Полученную картину достроить картиной силовых линий.Перенести рисунок в журнал отчетов.Пользуясь данными эксперимента, рассчитать напряженность электрического поля для двух точек. Произвести для этого необходимые измерения. ΔφАВ = (В) ΔХАВ = ΔφCD = (В) ΔХCD = где Δφ - разность потенциалов двух точек, лежащих на разных эквипотенциальных поверхностях, находящихся на расстоянии ΔХ друг от друга. Е = ; Е1 = ... ( ) ; Е2 = ... ( ) ; Еср = ... ( ) ;Для данного электрического поля вычислить:σ = ε ε0 Е = ... (Кл/м2) - поверхностная плотность заряда, где ε = 81 (для воды), ε0 = 8,85 · 10-12 (Ф/м) - электрическая постоянная;D = σ = ... (Кл/м2) - вектор электрической индукции; ... (Дж/м3) - объемная плотность энергии электрического поля. 6) Сделать вывод. Упражнение 2. Электростатическое поле двух плоских электродов с металлическим кольцом посередине. Найти распределение эквипотенциальных поверхностей электрического поля.Измерить внутри кольца Δφ = ....(В).Достроить картину силовыми линиями и рисунок перенести в журнал отчетов.Сделать вывод Упражнение 3. Электростатическое поле двух плоских электродов с диэлектрическим кольцом посередине. 1)Найти распределение эквипотенциальных поверхностей электрического поля.2)Достроить картину силовыми линиями и перенести рисунок в журнал отчета.3)Измерить внутри кольца ΔφАВ =... (В); ΔХ = ... (м); 4)Рассчитать, пользуясь результатами измерений:напряженность поля внутри кольца Е = ΔφАВ / ΔХ ( В/м)диэлектрическую проницаемость вещества ε = Еср./Е = ...диэлектрическую восприимчивость вещества ω = ε - 1= ...поляризованность вещества Р = χ·ε0·Е = ... (Кл/м2)5) Сделать вывод. Упражнение 4. Электростатическое поле плоского электрода и точечного заряда.  Найти распределение эквипотенциальных поверхностей электрического поля.Достроить картину силовыми линиями и рисунок перенести в журнал отчетов.Выбрать произвольную точку в электрическом поле и найти результирующего поля в этой точке, используя принцип суперпозиции полей.Сделать вывод