Порядок выполнения работы. 1. Ознакомиться с требованиями по технике безопасности.

1. Ознакомиться с требованиями по технике безопасности.

2. Выбрать электроды требуемой конфигурации, установить их в ванну с электролитом на расстоянии 12-16 см друг от друга.

3. Подготовить к работе и включить генератор ГНЧШ-1 и вольтметр В7-40/4.

4. Подать на схему с генератора синусоидальный сигнал частотой f=200 Гц и напряжением U = 5В (по вольтметру генератора).

5. С помощью зонда проверить потенциалы электродов.

Задание 1. Исследование поля плоского конденсатора.

1. Проводя зондом по электродам, установить, что они являются эквипотенциальными поверхностями.

2. Зарисовать на миллиметровой бумаге в масштабе 1:1 расположение электродов в электростатической ванне и записать их потенциалы.

3. Перемещая зонд от одного края ванны до другого вдоль средней линии с интервалом в 1см снять зависимость - (x).

4. Определить положение трех эквипотенциальных линий между электродами (при одинаковой разности потенциала между ними). Для определения эк­випотенциальной линии перемещать зонд по, ванне, находя точки с оди­наковым потенциалом. Для каждой линии определяем требуемое число то­чек (5-6) и записываемих координаты.

5. Нанести полученные точки на рисунок (п.2).

6. По результатам измерений построить график зависимости - (x).Сравнить экспериментальный результат с теоритической зависимостью (16).

7. Используя формулу (6) определить зависимость Е-Е(х) для поля данной конфигурации и построить график. Сравнить с формулой (15).

8. по результатам эксперимента на миллиметровой бумаге изобразить расположение найденных эквипотенциальных линий. Построить соответствующие данному полю силовые линии.

Задание2. Исследование поля цилиндрического конденсатора

1. Выключить питание схемы. Установить в ванну соосно два цилиндрических электрода, совмещая их центры с точкой (0;0).
2. Включить питание схемы.
3. Зарисовать в масштабе 1:1 расположение электродов. Проводя по ним зондом, измерить их потенциалы, результаты записать.
4. Перемещая зонд вдоль радиуса r (r – расстояние от центра внутреннего цилиндра) с интервалом 0.5 см, снять зависимость - (r).
5. Найти положение двух эквипотенциальных линий между электродами. Для каждой линии определить восемь точек с одинаковым значением . Найденные точки нанести на рисунок (п.3).
6. По результатам измерений п.4 построить график зависимости - (r) .
7. Построить график зависимости = f{ln(r/a)}.Полученные результаты сравнить с теоретической зависимостью (18).
8. Используя формулу (6), определить зависимость Е- Е(r) для поля данной конфигурации и построить график.
9. Построить график зависимости Е = f(1/r). Сравнить полученные результаты с зависимостью (17).
10. По результатам эксперимента на миллиметровой бумаге изобразить расположение найденных эквипотенциальных линий. Построить соответствующие данному полю силовые линии.

Задание3.Исследование поля вблизи проводников

1. Выключить питание схемы. Установить в ванну плоский и цилиндрический электроды. Цилиндрический должен быть заземлен. Поместить между ними металлическую пластину с полостью.
2. Включить питание схемы.
3. Зарисовать в масштабе 1:1 расположение электродов и пластины. Проводя по ним зондом, измерить их потенциалы, результаты записать.
4. Перемещая зонд по металлической пластине, снять распределение потенциала в нескольких точках на ней, а так же в полости пластины. Результаты записать и изобразить на рисунке (п.3).
5. Найти положение четырех эквипотенциальных линий между электродами. Для каждой линии определить семь точек с одинаковым значением . Данные записать и точки нанести на рисунок (п.3).
6. Снять распределение потенциала вдоль линии, охватывающей пластину и расположенной на расстоянии 0,3 см от нее.
7. По результатам эксперимента рассчитать среднюю напряженность электрического поля в трех точках вблизи плоского электрода (см. ф-лу (6)) и в четырех точках вблизи пластины.
8. По результатам эксперимента на миллиметровой бумаге изобразить расположение найденных эквипотенциальных линий. Построить соответствующие данному полю силовые линии.

Контрольные вопросы

1. Основные характеристики электрического поля. Связь между ними.

Понятие силовых линий и эквипотенциальных поверхностей.

2. Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса.

3. Циркуляция вектора . Теорема о циркуляции вектора напряженности электростатического поля.

4. Проводники в электростатическом поле. Условия равновесия зарядов на проводнике.

5. Применение теоремы Гаусса для определения напряженности поля при простейших распределениях зарядов.

Литература

1. Савельев И. В. Курс общей физики. Т.2.М.; Наука, 1989.

2. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Т. З. М.; Наука, 1988.