Описание лабораторной установки ⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2
Схема установки для исследования потенциальной картины электрического поля приведена на рис.3.4. Рис. 3.4 В ванну, заполненную водой, помещают металлические электроды (1, 2), электрическое поле которых исследуется. На электроды 1, 2 подается напряжение 16В, которое снимается с понижающего трансформатора. В измерительную часть установки входят: зонд 3, потенциометр 4, осциллограф 5, используемый в качестве нуль-индикатора. Для измерения разности потенциалов используется вольтметр. Сопротивления потенциометра R1 и R2 вместе с сопротивлениями воды между зондом 3 и электродами 1 и 2 (см. рис.3.4) образуют мостик Уитстона, в диагональ которого включен осциллограф 5.
Выполнение работы Установить зонд 3 возле электрода 2 (х=0). При выключенной развертке на экране осциллографа будет видна светящаяся точка, что означает равенство нулю потенциала j для данного положения зонда. Затем, меняя положение зонда между пластинами (через х=0,5 см), вращением ручки на потенциометре 4, добиваться того, чтобы значение вертикального отклонения луча на экране осциллографа стягивалось в точку. Для каждого положения зонда (х) записать значение потенциала jэкс с вольтметра V и координату х для этого потенциала. Результаты найденных значений jэкс и х занести в таблицу. Используя соотношение для потенциалов однородного поля (3.18) рассчитать потенциал jтеор для всех значений x. Здесь j1-j2=16B, a r ‑ расстояние между пластинами плоского конденсатора. Результаты этих расчетов занести в таблицу. Построить в одной системе координат две зависимости j(х), полученную экспериментально и найденную теоретически (3.18). Затем установить в ванне с водой цилиндрические электроды. В данном случае внутренний электрод желательно подсоединить к правой клемме источника. Провести аналогичные измерения и построения, как и в случае и плоскими электродами. В этом случае для теоретического расчета потенциала jтеор использовать соотношение (3.19) где х - расстояние от внутреннего электрода до измеряемой точки, R1 -радиус меньшего электрода (R1=2,5 см), k-постоянная для заданной разности потенциалов j1-j2=16В между цилиндрическими электродами. Постоянную k находят из условия, что если то k=14,57B (3.20) где R2 радиус большего цилиндрического электрода ( R2 =7,5 см).
Контрольные вопросы 1. Схема установки и порядок выполнения работы. 2. Дайте определение пробного и точечного зарядов. Сформулируйте закон Кулона. Объясните физический смысл диэлектрической проницаемости среды. 3. Дайте определение напряженности и потенциала электрического поля. В чем состоит принцип суперпозиции электрических полей. Дайте определение линиям напряженности электрического поля и эквипотенциальным поверхностям. Какой вид имеют эквипотенциальные поверхности в случае плоских и цилиндрических электродов? 4. Получите связь между потенциалом и напряженностью электрического поля. Докажите потенциальность электростатического поля. 5. Сформулируйте теорему Гаусса для . Выведите формулу (3.15). 6. Чему равен потенциал точечного заряда (докажите)? Выведите формулу (3.17). 7. Используя теорему Гаусса, определите знаки напряженности электрического поля Е между цилиндрическими электродами. 8. Как будет зависеть потенциал от расстояния между электродами цилиндрического конденсатора. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|