Задание 2. Исследование электростатического поля цилиндрического конденсатора
3.4.1. Измерения:
а) в случае установленных в ванну коаксиальных цилиндрических электродов, перемещая зонд вдоль радиуса r (r – расстояние от оси цилиндров до зонда) с шагом 
см, снять зависимость потенциала 
при 
, 
, 
, где a и b – радиусы малого и большого электродов соответственно;
б) экспериментально определить четыре эквипотенциальные линии с потенциалами 
В, 2 В, 3 В, 4 В, как это указано в пункте 3.3.1.б. Для построения каждой линии использовать не менее 8 – 10 точек. Проверить, что электроды являются эквипотенциальными поверхностями.
3.4.2. Обработка результатов измерений:
а) по результатам измерений построить график зависимости и 
при , , . Качественно сравнить экспериментальные кривые с теоретическими;
б) графическим дифференцированием в нескольких точках (см. Приложение) рассчитать зависимость 
при , , . Построить графики и 
, провести качественное сравнение их с теорией;
в) по результатам измерений построить картину эквипотенциальных и силовых линий электростатического поля цилиндрического конденсатора, образованного двумя бесконечно длинными цилиндрами;
г) из графика , используя формулу (1.13), по тангенсу угла наклона кривой рассчитать линейную плотность заряда 
на электроде. Считая, что в моделируемом конденсаторе диэлектрик отсутствует, диэлектрические свойства электролита не учитывать;
д) используя значение длины цилиндров 
м и пренебрегая искажением поля на их торцах, рассчитать по формулам (1.15), (1.16), (1.17) емкость конденсатора C, энергию W и объемную плотность энергии поля w в какой-либо точке поля;
|
|
|
е) рассчитать потоки напряженности 
через коаксиальные с электродами цилиндрические поверхности радиусов 
см, 
см и длиной м. Проанализировать полученные результаты.
Контрольные вопросы
1. Закон Кулона. Напряженность и потенциал электрического поля. Связь между ними. Расчет напряженности и потенциала с помощью закона Кулона и принципа суперпозиции.
2. Поток напряженности. Теорема Остроградского – Гаусса.
3. Расчет поля равномерно заряженных тел:
а) плоскости, двух плоскостей (плоский конденсатор);
б) сферы;
в) шара;
г) бесконечно длинных нити и цилиндра.
4. Емкость плоского и цилиндрического конденсаторов.
5. Энергия и плотность энергии электрического поля.
6. Метод моделирования электростатических полей в электролитической ванне.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Савельев, И.В. Курс общей физики. Т. 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика /И.В. Савельев. – М.: Наука, 1988.
|
|
|
2. Детлаф, А.А. Курс физики. Т. 2. Электричество и магнетизм /А.А. Детлаф, Б.М. Яворский, Л.В. Милковская. – М.: Высшая школа, 1977.
3. Калашников, С.Г. Электричество / С.Г. Калашников. – М.: Наука, 1985.
4. Сивухин, Д.В. Общий курс физики. Электричество /Д.В. Сивухин. – М.: Наука, 1983.
5. Трофимова, Т.И. Курс физики /Т.И. Трофимова. – М.: Высшая школа, 2003.
Приложение
Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 108; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!