2015-04-20
7752
Исследование электростатического поля плоской пластины и точечного источника.
Построение эквипотенциальных и силовых линий:
Задание 3.
Исследование электростатического поля двух точечных источников.
Построение эквипотенциальных и силовых линий:
Контрольные вопросы.
1) Дайте определение эквипотенциальной поверхности. Каковы ее свойства?
Эквипотенциальной поверхностью называют геометрическое место точек одинакового потенциала.
Свойства:
А) Эквипотенциальные поверхности не пересекаются друг с другом.
Б) Работа по перемещению заряда вдоль эквипотенциальной линии (поверхности) равна нулю.
В) Эквипотенциальные поверхности поля в каждой точке перпендикулярны к силовым линиям.
2) Назовите свойства силовых линий поля.
А) Силовые линии не пересекаются (в противном случае, в точке пересечения можно построить две касательных, то есть в одной точке, напряженность поля имеет два значения, что абсурдно).
Б) Силовые линии не имеют изломов (в точке излома опять можно построить две касательных).
|
|
|
В) Силовые линии электростатического поля начинаются и заканчиваются на зарядах.
3) От чего зависит сила, действующая на заряд в электростатическом поле?
Закон Кулона:
сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Е = q/4peоr2.
Где eо — электрическая постоянная, = 8,85.10-12Ф/м.
4) Запишите уравнение, связывающее величины 
и φ.
Вектор напряженности эсп в каждой точке численно равен быстроте изменения потенциала вдоль силовой линии и направлен в сторону убывания потенциала.
5) Как направлены векторы?
- в сторону убывания потенциала.
- перпендикулярно поверхности равного потенциала.
Grad φ – градиент функции есть вектор направленный в сторону максимального возрастания этой функции, модуль которого равен производной функции φ по тому же направлению.
(ускорение заряженной частицы в эсп) - направление ускорения будет совпадать с направлением 
, если заряд частицы положителен (q > 0), и будет противоположно , если заряд отрицателен (q<0). Если положительная заряженная частица движется вдоль силовых линий, то ее скорость увеличивается, если против, то уменьшается; для отрицательно заряженных частиц - наоборот.
6) Как проводят эквипотенциальные и силовые линии на картинке исследуемого поля?
Силовые линии не пересекаются и направлены в сторону убывания потенциала. Эквипотенциальные линии – это множество точек одинакового потенциала, они чертятся с одинаковым шагом ∆φ, также не пересекаются.
|
|
|
7) Как определяют направление силовых линий, используя свойство градиента потенциала?
Градиент функции – это вектор, направленный в сторону максимального возрастания функции. Значит силовые линии проходят в противоположном направлении.
8) Каким образом в работе находят напряженность в точках исследуемого эсп?
При исследовании поля производятся измерения потенциалов точек, используя метод зонда. Электрический зонд представляет собой остроконечный проводник, который помещают в ту точку, где нужно измерить потенциал. В проводящей среде потенциал зонда равен потенциалу исследуемой точки поля.
Измеренные потенциалы точек позволяют найти эквипотенциальные поверхности (линии), а затем провести силовые линии и вычислить значение напряженности Е в любой точке по формуле 
, как среднее значение на участке длины ∆n
,
где φ1 и φ2 – потенциалы соседних эквипотенциальных поверхностей, ∆n – кратчайшее расстояние между ними (по нормали).
Обычно эквипотенциальные поверхности (линии) чертятся так, что при переходе от одной поверхности к соседней потенциал получает одно и то же приращение ∆φ. Тогда
,
т.е. напряженность поля пропорциональна густоте эквипотенциальных поверхностей.
9) Укажите назначение мультиметра в электрической цепи.
Он предназначен для измерения различных электрических характеристик (напряжение, ток и тд.).
30.05.14.
