Обработка результатов измерений

1. Выберите две точки С и D, лежащие на одной линии напряженности и на двух эквипотенциалях, отстоящих друг от друга на расстоянии d (рис. 3).

2. Помещая измерительный зонд 6 в точку С, а затем в точку D, измерьте значения потенциалов в этих точках не менее 10 раз.

3. Результаты измерений потенциалов в точках С и D внесите в таблицу.

Таблица

№ измерений
Средние значения, В
Абсолютные ошибки, В	∆	∆
Относительные ошибки, %

4. Произведите расчет ошибок потенциалов в точках С и D при прямых измерениях и результаты расчетов внесите в таблицу.

4.1. Среднее значение потенциала в данной точке электрического поля:

(при n =10).

4.2. Абсолютная ошибка прямого измерения потенциала:

∆

где – коэффициент Стьюдента (см. приложение);

=0,1 В – приборная ошибка цифрового вольтметра Щ4300;

– среднее квадратичное отклонение, определяемое по формуле:

5. Рассчитайте величину напряженности однородного электрического поля по формуле, аналогичной (14):

,

где d – расстояние между выбранными точками С и D.

6. Оцените относительную ошибку вычисления величины напряженности электрического поля по формуле:

где – погрешность измерения расстояния между выбранными точками, равная половине цены деления измерительного устройства. Принять =0,5мм=5·10^-3м.

7. Абсолютная ошибка вычисления напряженности определяется следующим образом:

.

8. Окончательный результат определения величин напряженности электрического поля запишите в стандартном виде:

_{….. , , ….}

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Сформулируйте цель данной лабораторной работы.

2. Какое поле называется электростатическим?

3. Напишите закон Кулона для вакуума.

4. Назовите основные характеристики электрического поля.

5. Дайте определение напряженности электрического (электростатического) поля.

6. Каковы единицы измерения напряженности электростатического поля?

7. Чему равна напряженность электрического поля точечного заряда?

8. Дайте определение силовой линии электростатического поля.

9. В чем заключается принцип суперпозиции (наложения) полей?

10.Сформулируйте теорему о циркуляции вектора напряженности электростатического поля.

11. Дайте определение теоремы Гаусса в интегральной форме.

12. Дайте определение потенциала электростатического поля.

13. Укажите в системе СИ единицу измерения потенциала, ее размерность.

14. Какое электростатическое поле называется однородным?

15. Какое поле называется потенциальным? Является ли поле тяготения потенциальным?

16. Какая поверхность называется эквипотенциальной?

17. Какова связь между напряженностью и разностью потенциалов в случае неоднородного электрического поля?

18. Как математически связаны напряженность и разность потенциалов для однородного электрического поля?

19. Объясните порядок выполнения данной лабораторной работы.

20. Назовите условия, при которых для изучения электростатического поля можно использовать поле постоянного тока.

21. Назовите отличие математического моделирования от физического моделирования.

22. Из эксперимента следует, что линии напряженности ортогональны эквипотенциальным поверхностям – докажите это теоретически.

23. В двух вершинах правильного треугольника со стороной а=1м расположены два заряда =10нКл. Найти результирующую напряженность в третьей вершине треугольника.

24. Докажите, что единицы измерения напряженности тождественны.

25. Определите величину и направление градиента потенциала электрического поля, созданного бесконечно плоскостью с поверхностной плотностью заряда =10 нКл/м².

26. Потенциал поля в точке, удаленной от точечного положительного заряда на расстоянии 25 см, равен 50 В. Определите величину и направление градиента потенциала в этой точке.

27. Как вычисляется абсолютная ошибка измерения потенциала в данной точке поля?

28. Как вычисляется относительная и абсолютная ошибки определения напряженности электрического поля?

29. Что такое коэффициент надежности и как он влияет на результат вычисления погрешности измерения физической величины?