Задание 1. Исследование поля плоского конденсатора.
На Рис. 1а изображена электрическая схема установки, а на рис. 1б - установка для исследования электростатических полей (МО-3).
1 – электропроводная бумага, 2 – зонд, 3 – обкладки плоского конденсатора, 4 – обкладки цилиндрического конденсатора.
|
Рис. 1а Рис.1б
1. Закрепите электропроводную бумагу под электродами плоского и цилиндрического конденсаторов на планшете, обеспечивая хороший контакт по всей поверхности соприкосновения электродов с бумагой.
2. Соберите электрическую цепь по схеме, изображенной на рис.1а. После проверки схемы лаборантом или преподавателем подключите ее к источнику постоянного напряжения –9 + 9 В (клеммы источника расположены на планшете МО-З).
3. Выберите точку на бумаге вблизи отрицательного электрода на расстоянии приблизительно 0,5 - 1 см от него и с помощью зонда и вольтметра измерьте ее потенциал j 1, значение его занесите в табл. 1.
4. Перемещая зонд 2 по бумаге вдоль какого-либо из электродов 3, найдите точки с таким же потенциалом φ1 и проколите бумагу в этих точках на расстоянии 1 – 2 см друг от друга (рис.2). Через эти точки проведите эквипотенциальную линию.
5. Найдите и проколите острием зонда точки, соответствующие второй эквипотенциальной линии φ2, потенциал которой больше на 1,5 – 2 В. Рис. 2 (к п.4)
6. Повторите операции, аналогичные пунктам 3 – 5 еще для 5 – 7 эквипотенциальных линий. Обозначьте потенциалы всех эквипотенциальных линий на бумаге. Занесите значения потенциалов φ i всех линий в табл. 1.
7. Обведите контуры электродов на электропроводной бумаге, укажите их знаки (+ и -) и снимите бумагу с планшета.
8. Проведите линии равного потенциала и постройте систему силовых линий. Схема эквипотенциальных и силовых между электродами плоского конденсатора показана на рис. 2.
9. Вдоль центральной силовой линии измерьте расстояния ∆ xi от первой эквипотенциальной линии до каждой последующей (рис. 3). Данные занесите в табл. 1.
Рис. 3. Измерение ∆xi вдоль центральной силовой линии.
10. На миллиметровой бумаге нанесите экспериментальные точки зависимости ∆φ и ∆ x. Постройте график этой зависимости методом наименьших квадратов, используя формулу (13).
. (13)
Эта формула выражает значение эквивалентной напряженности Е (В/м) однородного электрического поля.
Таблица 1
| Номер линии | φ i,В | ∆φ i, В | ∆ xi, м | (∆ xi)2 | ∆φ i ∆ xi |
| - | - | - | - | ||
| S | - | - | - |
