Задание на подготовку
2. Для данной модели двухпроводной разноименно заряженной линии качественно изобразите на рисунке силовые линии напряженности (5–6 линий) и эквипотенциальные линии (5–6 линий).
3. Дайте определение потенциального поля, напряженности и потенциала электростатического поля. Выведите соотношение, которое связывает разность потенциалов с напряженностью электростатического поля, используя их определения.
4. Как по силовым линиям электростатического поля можно качественно характеризовать напряженность, поток вектора напряженности?
5. Покажите, что градиент потенциала, взятый с противоположным знаком, равен значению напряженности электростатического поля.
6. Выведите, используя теорему Гаусса, выражение для зависимости напряженности от расстояния до центра равномерно заряженного по объему с объемной плотностью ρ бесконечного стержня радиуса R (внутри и вне стержня). Диэлектрическая проницаемость стержня ε = 2, вне стержня ε = 1.
Вопросы по лабараторной работе
13. Что называется пробным электрическим зарядом? Требования, предъявляемые к нему.
43. Запишите связь между напряженностью и потенциалом электростатического поля.
Обработка результатов
Расчёт значения и погрешности модуля вектора индукции
Напряженность и поток вектора индукции в контуре без электрода
Пусть
высота h
= 0,01 м, тогда
|
|
|
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0,05 |
10 |
88,5 |
4,4 |
3 |
-0,1 |
-20 |
-177 |
-8,9 |
4 |
-0,15 |
-30 |
-265,5 |
-13,3 |
5 |
-0,1 |
-20 |
-177 |
-8,9 |
6 |
-0,2 |
-40 |
-354 |
-17,8 |
7 |
-0,1 |
-20 |
-177 |
-8,9 |
8 |
-0,1 |
-20 |
-177 |
-8,9 |
9 |
-0,2 |
-40 |
-354 |
-17,8 |
10 |
-0,2 |
-40 |
-354 |
-17,8 |
11 |
-0,1 |
-20 |
-177 |
-8,9 |
12 |
-0,1 |
-20 |
-177 |
-8,9 |
13 |
-0,1 |
-20 |
-177 |
-8,9 |
14 |
-0,1 |
-20 |
-177 |
-8,9 |
15 |
-0,1 |
-20 |
-177 |
-8,9 |
16 |
-0,1 |
-20 |
-177 |
-8,9 |
17 |
-0,05 |
-10 |
-88,5 |
-4,4 |
18 |
0 |
0 |
0 |
0 |
19 |
0 |
0 |
0 |
0 |
20 |
0 |
0 |
0 |
0 |
21 |
0,1 |
20 |
177 |
8,9 |
22 |
0,05 |
10 |
88,5 |
4,4 |
23 |
0,1 |
20 |
177 |
8,9 |
24 |
0,1 |
20 |
177 |
8,9 |
25 |
0,2 |
40 |
354 |
17,8 |
26 |
0,15 |
30 |
265,5 |
13,3 |
27 |
0,2 |
40 |
354 |
17,8 |
28 |
0,2 |
40 |
354 |
17,8 |
29 |
0,15 |
30 |
265,5 |
13,3 |
30 |
0,3 |
60 |
531 |
26,6 |
31 |
0,2 |
40 |
354 |
17,8 |
32 |
0,2 |
40 |
354 |
17,8 |
33 |
0,2 |
40 |
354 |
17,8 |
34 |
0,1 |
20 |
177 |
8,9 |
35 |
0,2 |
40 |
354 |
17,8 |
36 |
0,1 |
20 |
177 |
8,9 |
Напряженность и поток вектора индукции в контуре с электродом; Погонный заряд цилиндров
|
|
|
|
|
1 |
-0,3 |
-60 |
-531 |
-2,7 |
2 |
-0,2 |
-40 |
-354 |
-1,8 |
3 |
-0,4 |
-80 |
-708 |
-3,5 |
4 |
-0,3 |
-60 |
-531 |
-2,7 |
5 |
-0,35 |
-70 |
-620 |
-3,1 |
6 |
-0,5 |
-100 |
-885 |
-4,4 |
7 |
-0,4 |
-80 |
-708 |
-3,5 |
8 |
-0,5 |
-100 |
-885 |
-4,4 |
9 |
-0,4 |
-80 |
-708 |
-3,5 |
10 |
-0,5 |
-100 |
-885 |
-4,4 |
11 |
-0,4 |
-80 |
-708 |
-3,5 |
12 |
-0,4 |
-80 |
-708 |
-3,5 |
13 |
-0,5 |
-100 |
-885 |
-4,4 |
14 |
-0,45 |
-90 |
-797 |
-4 |
15 |
-0,5 |
-100 |
-885 |
-4,4 |
16 |
-0,4 |
-80 |
-708 |
-3,5 |
17 |
-0,5 |
-100 |
-885 |
-4,4 |
18 |
-0,4 |
-80 |
-708 |
-3,5 |
19 |
-0,5 |
-100 |
-885 |
-4,4 |
20 |
-0,4 |
-80 |
-708 |
-3,5 |
21 |
-0,25 |
-50 |
-443 |
-2,2 |
22 |
-0,3 |
-60 |
-531 |
-2,7 |
23 |
-0,2 |
-40 |
-354 |
-1,8 |
24 |
-0,3 |
-60 |
-531 |
-2,7 |
25 |
-0,4 |
-80 |
-708 |
-3,5 |
26 |
-0,3 |
-60 |
-531 |
-2,7 |
27 |
-0,3 |
-60 |
-531 |
-2,7 |
28 |
-0,3 |
-60 |
-531 |
-2,7 |
29 |
-0,2 |
-40 |
-354 |
-1,8 |
30 |
-0,3 |
-60 |
-531 |
-2,7 |
31 |
-0,2 |
-40 |
-354 |
-1,8 |
32 |
-0,3 |
-60 |
-531 |
-2,7 |
33 |
-0,2 |
-40 |
-354 |
-1,8 |
34 |
-0,2 |
-40 |
-354 |
-1,8 |
35 |
-0,2 |
-40 |
-354 |
-1,8 |
36 |
-0,3 |
-60 |
-531 |
-2,7 |
ВЫВОДЫ
В ходе работы, используя модель электростатического поля, были исследованы его интегральные характеристики – напряжённость, индукция электростатического поля, поток вектора индукции электростатического поля; с помощью вычисленных значений был установлен погонный заряд проводника.