Читайте также:
|
«Изучение свойств электрического поля»
(наименование лабораторного занятия)
Дисциплина « ФИЗИКА»
(наименование дисциплины)
Цель занятия: получение графического изображения электростатических полей, созданных заряженными телами различной конфигурации, и определение напряженности электростатического поля в произвольной точке.
Оборудование: источник питания, пантограф, ванночка с водой, электроды, вольтметр, зонд.
Теоретическая часть. Электрическое поле – одна из форм существования материи, посредством которой осуществляется взаимодействие электрически заряженных тел. Поле, созданное неподвижными электрическими зарядами называется электростатическим.
Электростатическое поле в каждой точке характеризуется вектором напряженности 
и потенциалом 
. Напряженность поля - векторная физическая величина, численно равная силе, действующей на единичный пробный положительный заряд, помещенный в данную точку поля:
(1)
Потенциал поля - скалярная физическая величина, численно равная потенциальной энергии единичного пробного положительного заряда, помещенного в данную точку поля:
(2)
Напряженность и потенциал электростатического поля связаны между собой соотношением:
(3)
где 
- производная потенциала по нормали n к эквипотенциальной поверхности называется градиентом потенциала, который также обозначается 
.
Градиентом потенциала называется вектор, направление которого совпадает с направлением наибольшего увеличения потенциала, а величина равна изменению потенциала на единицу длины в направлении наибольшего изменения (рис.1)
Графически электростатические поля изображаются с помощью силовых линий и эквипотенциальных поверхностей. Силовой линией электростатического поля или линией напряженности называется линия, касательная к которой в каждой точке совпадает с направлением вектора напряженности (сплошные линии на рис.2)
Эквипотенциальная поверхность есть геометрическое место точек равного потенциала (пунктирные линии на рис. 2)
Силовые линии всегда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям.
Действительно, работа 
сил электростатического поля по перемещению заряда 
по эквипотенциальной поверхности на отрезке 
равна
так как изменение потенциала 
. С другой стороны 
где 
- угол между направлением вектора и направлением отрезка 
.
Так как 
, 
следовательно 
а 
.
Отсюда вытекает, что силовые линии электростатического поля перпендикулярны к эквипотенциальным поверхностям.
Дата добавления: 2015-08-20; просмотров: 57 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Ход работы. | | | Метод исследования. |