Обработка экспериментальных данных. 1.В табл.1 записать координаты эквипотенциалей хi, измеренные с помощью линейки, и соответствующие им потенциалы точек поля φi (см

1.В табл.1 записать координаты эквипотенциалей х_i, измеренные с помощью линейки, и соответствующие им потенциалы точек поля φ_i (см. рис.6).

Рис.6 К определению координат хi эквипотенциалей

Таблица 1

j, В
х, 10-3м

2.Построить график зависимости φ = f(х).

3.Рассчитать среднее значение проекции вектора напряженности электрического поля на ось Х в точках х_срi координатной оси (см. рис.7) по формуле

Е_xi = − ,

где:

Dх_i – приращение координаты при переходе с одной эквипотенциали на другую: Dх_i = х_i+1 – x_i , (х_i+1–координата, соответствующаяφ_i+1 эквипотенциали; x_i –координата, соответствующая φ_i эквипотенциали);

Рис.7 Определение координат хсрi

Dφ_i - соответствующее приращение потенциала: Dφ_i = φ_i+1 – φ_i;

х_срi - расстояние от начала координат 0 до точки, расположенной на оси Х посередине между двумя соседними эквипотенциалями:

х_срi = (х_i+1 + x_i)/2

Если Dφ_i > 0, то значение проекции вектора напряженности Е_xi на ось Х будет меньшенуля. Это значит, что в данной точке вектор напряженности исследуемого поля и ось Х направлены в противоположные стороны.

Результаты измерений и вычислений занести в табл.2.

Таблица 2

i				…
хсрi, 10-3 м
Dхi, 10-3 м
Dφi, В
Ехi, 10-3 В/м

4.Построить график зависимости Е_х=f(х_ср).

5.Построить приближенную картину силовых линий поля с учетом того, что силовые линии перпендикулярны эквипотенциалям и поверхности проводника. Густота и направление силовых линий должна соответствовать расположению эквипотенциалей. Сравнить направление оси Х с направлением силовых линий.

Контрольные вопросы

1. Что называется электростатическим полем? Укажите основные характеристики электростатического поля.

2. Что называется напряженностью электрического поля?

3. Что называется потенциалом электрического поля?

4. Как связаны между собой напряженность поля и потенциал?

5. Нарисуйте эквипотенциальные поверхности поля точечного заряда, поля плоскости и плоского конденсатора.

6. Перечислите свойства силовых линий электростатического поля.

7. Укажите примеры, где видна необходимость изучения топографии электростатического поля.

8. Чему равна работа перемещения заряда вдоль эквипотенциальной поверхности?

9. Дайте определение силовой линии. Какое направление имеет силовая линия?

10. Какое поле называется однородным? Как связаны между собой напряженность поля и потенциал в случае однородного поля?

11. Как рассчитать напряженность однородного электрического поля?

12. Почему силовые линии электрического поля и эквипотенциальные поверхности ортогональны?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. − М.: «Высшая школа», 1989.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. Книга 2. Электричество и магнетизм. − М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство АСТ», 2002.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. Книга 1. Механика. − М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство АСТ», 2002.

4. Физический энциклопедический словарь. — М., «Советская энциклопедия». - 1984.