Физика. Изучение электростатического поля. Лабораторная работа по курсу общей физики Изучение электростатического поля
![]()
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное Учреждение высшего образования ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра физики ОТЧЕТ Лабораторная работа по курсу общей физики Изучение электростатического поля Проверил. Выполнили Преподаватель Студенты гр. 120-1 ___________ Палешева Е.В. ___________ Бормотов Е.Д. ___________ Дашеев Ц.А. Томск 2020 ВВЕДЕНИЕ Целью данной работы является изучение электростатического поля зондовым методом и построение графической картины поля. 1 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ Схема экспериментальной установки приведена на рисунке 1.1. ![]() Рисунок 1.1 – Схема экспериментальной установки. 1 – Источник питания; 2 – вольтметр; 3 – измерительный зонд; 4 – токопроводящая бумага; 5 – электроды В работе используется метод моделирования – изучения электростатического поля путем создания другого эквивалентного ему поля постоянного во времени электрического тока. Устанавливая потенциал зонда через некоторый интервал, прокалываем проводящую бумагу и листы в точках с потенциалом, равным потенциалу зонда. С помощью полученных точек проводим линии равного потенциала, по которым строим силовые линии электростатического поля. В заданной преподавателем точке поля находим его напряженность и силу, действующую на определенный заряд. 2 ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ Напряженность поля в точке рассчитывается по формуле: ![]() Где ![]() ![]() Сила, с которой действует электростатическое поле на заряженную частицу рассчитывается по формуле: ![]() Где E – напряженность поля в данной точке; q – заряд; Относительная погрешность ![]() ![]() Относительная погрешность напряженности рассчитывается по формуле: ![]() Где ![]() ε( ![]() Абсолютная погрешность измерения напряженности рассчитывается по формуле: ![]() 3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ Результатом данного эксперимента служит картина силовых линий поля (рисунок 3.1). На ней изображены эквипотенциальные линии и ортогональные к ним силовые линии электростатического поля. В таблице 3.1 приведены экспериментальные данные: ![]() Рисунок 3.1 – Картина силовых линий поля. Таблица 3.1 – Результаты прямых и косвенных измерений
Рассчитаем значения максимальной и минимальной напряженности поля по формуле 2.1 ![]() ![]() Рассчитаем значения силы в точках с максимальной и минимальной напряженности поля по формуле 2.2 ![]() ![]() Определим относительную погрешность ![]() ![]() Определим относительную погрешность ![]() ![]() Определим абсолютную погрешность ![]() ![]() Определим относительную погрешность ![]() ![]() Определим относительную погрешность ![]() ![]() Определим абсолютную погрешность ![]() ![]() Дополнительное задание Рассчитаем напряженность в точке поля по формуле 2.1 ![]() Определим относительную погрешность ![]() ![]() Определим относительную погрешность ![]() ![]() Определим абсолютную погрешность ![]() ![]() Определим силу в точке поля: ![]() Заключение В ходе эксперимента при помощи метода зондирования была построена картина электростатического поля, определены максимальная и минимальная напряженности поля, рассчитаны значения силы в точках с максимальной и минимальной напряженности поля, в точке поля, определена напряженность в точке поля. ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Напряженность в точке поля: ![]() Сила в точке поля: ![]() ![]() |