Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Задание № 2. Исследование электростатического поля между двумя заряженными электродами различной геометрической формы.
|
|
- Запустите программу-симулятор лабораторной установки, если она не запущена, и выберите второй вариант расположения электродов (рисунок 9).
Рисунок 9. Окно приложения со вторым вариантом расположения электродов ванны
- В качестве подвижного электрода-зонда используется курсор мыши. Проведите курсором над координатной сеткой и убедитесь, что цифровой вольтметр реагирует на перемещение зонда.
- Установите курсор мыши на левый край горизонтальной линии и плавно ведите по ней слева направо, глядя на цифровой вольтметр. Как только он покажет целое значение потенциала – щелкните эту точку левой кнопкой мыши. Координаты точки и измеренный потенциал электрического поля в ней будут автоматически занесены в таблицу. Если вы неудачно щелкнули точку, сотрите запись из таблицы, нажав на кнопку «Удалить».
- Продолжайте вести зонд вдоль той же самой линии слева направо до края ванны, отмечая точки с другими целыми значениям потенциалов, если они имеются.
- Закончив сканирование целочисленных потенциалов вдоль одной горизонтальной линии, переходите к следующей. С целью экономии времени разрешается сканировать горизонтальные линии через одну: либо все – нечётные, либо все – чётные. При заполнении таблицы большим количеством записей в ней автоматически появится вертикальная полоса прокрутки.
- Создайте в электронном отчёте по лабораторной работе таблицу № 2 и вручную перенесите в неё все данные из таблицы в программе-симуляторе. Количество столбцов таблицы № 2 подбирается в зависимости от количества произведённых измерений.
Таблица 2. Результаты исследований электрического поля в ванне с плоским и круглым электродами различной полярности
| Горизонтальная координата x, см | |||||||||
| Вертикальная координата y, см | |||||||||
| Потенциал φ, В |
- Заготовьте в электронном отчёте координатную сетку дна электролитической ванны размерами 16 * 20 см, а также зарисуйте положение неподвижных электродов ванны и укажите их полярность. Тщательно соблюдайте масштаб и конфигурацию электродов. Для создания рисунков можно использовать стандартные средства рисования из программного пакета Microsoft Office Word. Вы также можете использовать любое знакомое вам лицензионное программное обеспечение для работы с графикой. В этом случае готовый рисунок передаётся в отчёт через буфер обмена операционной системы. Разрешается вставлять в отчёт сканированное изображение, выполненное вручную на бумаге.
- Зарисуйте эквипотенциальные линии исследуемого поля, соединяя между собой все точки с одинаковыми значениями потенциала.
- Пользуясь свойством взаимного расположения силовых и эквипотенциальных линий, постройте на этом же рисунке силовые линии исследуемого электрического поля. Количество линий должно быть достаточным, чтобы на рисунке не оставалось неисследованных участков электрического поля.
- Вычислите по формуле (22) значение напряжённости электрического поля в трёх точках электролитической ванны согласно таблице № 3 вариантов задания.
- 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.
- Определите направление силовых линий с помощью формулы (19) 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 (19), (20).
Варианты задания на расчёт напряжённости поля
Таблица 3. Координаты контрольных точек для расчёта напряжённости электрического поля
| Вариант | Координаты первой точки | Координаты второй точки | Координаты третьей точки | |||
| x, см | y, см | x, см | y, см | x, см | y, см | |
| 8 | 3 | 10 | 3 | 12 | 3 | |
| 7 | 4 | 10 | 4 | 13 | 4 | |
| 6 | 5 | 10 | 5 | 14 | 5 | |
| 5 | 6 | 10 | 6 | 15 | 6 | |
| 4 | 7 | 10 | 7 | 16 | 7 | |
| 4 | 9 | 10 | 9 | 16 | 9 | |
| 5 | 10 | 10 | 10 | 15 | 10 | |
| 6 | 11 | 10 | 11 | 14 | 11 | |
| 7 | 12 | 10 | 12 | 13 | 12 | |
| 8 | 13 | 10 | 13 | 12 | 13 |
Напряжённость поля рассчитывается по каждому из двух построенных рисунков отдельно. Координаты точек на обоих рисунках берутся одни и те же. Все расчёты необходимо записывать в отчёт после соответствующего рисунка, не забывая указывать размерности физических величин.
Номер варианта определяется по последней цифре пароля доступа к сайту дистанционного обучения.
Контрольные вопросы
- Электрическое поле, его основные физические свойства. Электростатическое поле.
- Основные параметры электрического поля: напряжённость и потенциал, связь между ними (с выводом).
- Потенциал электрического поля, разность потенциалов, электрическое напряжение. Связь между этими физическими величинами.
- Схема лабораторной установки.
- Силовые и эквипотенциальные линии. Доказательство их взаимной перпендикулярности в каждой точке поля.