III .Экспериментальные результаты.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 4Следующая ⇒

Описание лабораторной установки представляет собой прямоугольную ванну 1 (рисунок 2) с электролитом (водопроводной водой), в которую погружены два электрода 2 и 4. На дно ванны нанесена координатная сетка 3. Для выполнения первой части задания берут два одинаковых электрода в виде небольших металлических колец, для второй части одно из колец заменяют на плоскую металлическую пластинку. Электроды присоединены к источнику постоянного напряжения, установленному внутри лабораторного стенда 6.

Рисунок 2. Внешний вид лабораторной установки

Один из электродов подключен через вольтметр 7, к подвижному зонду 5.

Если подать на электроды постоянное напряжение, то между ними возникнет электрическое поле и вольтметр покажет разность потенциалов между электродом и точкой в ванне, в которую помещен зонд . Характеристики и параметры этого поля предстоит исследовать в данной работе.

Схема лабораторной установки изображена на рисунке 3. Неподвижные электроды ванны и подключены к источнику постоянного напряжения G.

Подвижный электрод-зонд подключен к источнику тока через вольтметр V. При погружении зонда в электролит вольтметр показывает разность потенциалов между неподвижным левым по схеме электродом и подвижным зондом .

Рисунок 3. Схема лабораторной установки

Первая часть задания

Исследование электростатического поля между двумя заряженными электродами одинаковой геометрической формы.

1. С помощью программы-симулятора исследуем электрическое поле в ванне с двумя круглыми электродами различной полярности.

2. Результаты исследований вносим в Таблицу № 1.

Таблица 1. Результаты исследований электрического поля в ванне с двумя круглыми электродами различной полярности

3. Используя полученные координаты составляем Рисунок № 4.

Рисунок № 4

4. Зарисовываем эквипотенциальные линии исследуемого поля, соединяя между собой все точки с одинаковыми значениями потенциала. Рисунок № 5

Рисунок №5

5. Пользуясь свойством взаимного расположения силовых и эквипотенциальных линий, построим на рисунке № 6 силовые линии исследуемого электрического поля.

Рисунок № 6

1. Задача № 1.

Вычислите по формуле значение напряжённости электрического поля в трёх точках электролитической ванны если.

Рисунок № 7

Дано:

Решение: По формуле где x1,x2 – координаты двух точек, лежащих на силовой линии; φ1, φ2 – потенциалы этих точек.   1) вычислим напряженность электрического поля в точке А •Найдем разность потенциалов точек А и В •Расстояние между точками по прямой силовой лини •Вычисляем напряженность в точке А   /м 2) вычислим напряженность электрического поля в точке В •Найдем разность потенциалов точек В и С •Расстояние между точками по прямой силовой лини •Вычисляем напряженность в точке В /м   3) вычислим напряженность электрического поля в точке С Найдем разность потенциалов точек А и С Расстояние между точками по прямой силовой лини Вычисляем напряженность в точке С /м Ответ: ; /м

Найти:

Задача № 2

Сравните между собой численные значения напряжённости электрического поля в исследуемых точках. Сделайте вывод о соответствии густоты расположения силовых линий и абсолютной величине напряжённости электрического поля.

ВЫВОД:

Исследовано электростатическое поле, созданное двумя электродами два тонких кольца. Графически изображены сечения эквипотенциальных поверхностей (рисунок 7). Видно, что вблизи электродов эквипотенциальные линии принимают форму источника, что позволяет сделать вывод о том, что металлические электроды являются эквипотенциальными поверхностями.

Построены силовые линии электростатического поля, произведены оценки величины напряженности поля в трех точках. Полученные результаты говорят о том, что в областях, где силовые линии расположены гуще, величина напряженности поля больше, что соответствует теоретическим ожиданиям.

Задача № 3

Определите направление силовых линий с помощью формулы
и понятия градиента потенциала. Проверьте полученный результат, определив направление силовых линий ещё раз по известной полярности электродов ванны. Сравните полученные результаты и сделайте вывод о справедливости формул связи напряжённости электрического поля с его потенциалом
, или

Определим направление силовых линий с помощью формулы

• Градиент скалярной функции показывает направление её наиболее быстрого возрастания

• Знак «минус» появляется при выводе формулы из закона сохранения энергии и указывает на необходимость затрат энергии на совершение работы по перемещению заряда в электрическом поле

• Таким образом, силовые линии электрического поля будут направлены в сторону уменьшения его потенциала

• С другой стороны, мы знаем, что силовые линии направлены от положительных зарядов к отрицательным

• Сопоставление этих двух условий позволит нам экспериментально проверить формулу , что и составляет основную цель лабораторной работы

Вторая часть задания

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии