Изучение характеристик электростатического поля

Лабораторная работа № 1

«Изучение характеристик электростатического поля»

Вариант 8

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1) Исследовать электростатическое поле

2) Графически изобразить сечение эквипотенциальных поверхностей и силовые линии для двух конфигураций поля.

3) Оценить величину напряженности электрического поля в трех точках

4) Определить направление силовых линий

Схема лабораторной установки

Любое заряженное тело создает в пространстве вокруг себя электрическое поле и может взаимодействовать с внешним электромагнитным полем. Основное свойство электрического поля, отличающее его от других полей: оно действует на помещенные в него электрические заряды с силой, пропорциональной величине заряда и не зависящей от скорости движения заряда. Поле, создаваемое неподвижными зарядами, называется электростатическим.

Величину взаимодействия между зарядами определяет Закон Кулона,:

(1)

Здесь q1 и q2 – абсолютные значения величин взаимодействующих зарядов, r– расстояние между ними, ɛ- диэлектрическая проницаемость, характеризующая среду между зарядами, ɛ0= 8,85 10-12 , электрическая постоянная.

Электростатическое поле в каждой точке пространства характеризуется двумя величинами: напряженностью и потенциалом. Силовая характеристика поля — напряженность — векторная величина, численно равна и совпадает с силой, действующей на единичный точечный положительный заряд, помещенный в данную точку поля:

Задание на эксперимент

Задание № 1. Исследование электростатического поля между двумя заряженными электродами одинаковой геометрической формы.

Результаты исследований электрического поля в ванне с двумя круглыми электродами различной полярности

Таблица 1.

Задание № 2. Исследование электростатического поля между двумя заряженными электродами различной геометрической формы.

Результаты исследований электрического поля в ванне с плоским и круглым электродами различной полярности

Таблица 2.

Вывод:

Контрольные вопросы

1. Дайте определение электростатического поля. Сформулируйте основное свойство электрического поля, отличающее его от других полей
2. Напряженность электрического поля: определение, формула расчета для точечного заряда, принцип суперпозиции, силовые линии, их свойства.
3. Потенциал электростатического поля: определение, разность потенциалов, принцип суперпозиции, эквипотенциальные поверхности.
4. Взаимосвязь напряженности и потенциала. Взаимное расположение силовых линий и эквипотенциальных поверхностей (с доказательством).
5. Оцените величину силы, действующей на электрон, помещенный в точку B в обоих случаях расположения электродов. Как направлена сила?
6. Рассчитайте работу по перемещению электрона между точками A и C в исследуемом поле. Какими силами совершается работа в первом и во втором случае?
7. Могут ли пересекаться эквипотенциальные поверхности? Ответ аргументировать.

1. Цель работы
2. Схема
3. Теория
4. Экспериментальные данные
5. Вывод
6. Контрольные вопросы

-