Напряжённость электрического поля

Рис. 1.1. Движение заряженной частицы

в  однородном электрическом поле конденсатора

2.  Зарисуйте поле эксперимента и траекторию движения частицы. Нажав кнопку «Старт», наблюдайте на экране движение частицы.

3.  Нажмите мышью кнопку «Выбор». Подведите маркер мыши к движку регулятора напряжённости E . Нажмите левую кнопку мыши и, удерживая её в нажатом состоянии, меняйте E . Установите число-вое значение E , равное взятому из таблицы 1.1, для вашей бригады.

Таблица 1.1

Напряжённость электрического поля (не перерисовывать)

9

4. Аналогичным способом установите VOX 2 106 м/с, V0Y 0 . Нажав кнопку «Старт», наблюдайте движение частицы. Увеличи-

вая V0 X , подберите минимальное значение, при котором частица вы-

летает из конденсатора. Запишите значение длины пластин конденса-тора L .

5.  Проведите измерения параметров движения частицы в момент вылета из конденсатора. Запишите числовые значения с экрана в таб-лицу 1.2.

6.  Повторите измерения по п. 3 ещё 5 раз, каждый раз увеличи —

вая V0 X на 0,2 106 м/с. Результаты запишите в таблицу 1.2.

Таблица 1.2

Результаты измерений при E = ____ В/м, L = _____ м

V0 X , мм/с

Y , м

X , м

tДВ, нс

VX , мм/с

VY , мм/с

Обработка данных и анализ результатов

1. Постройте на отдельных листах графики экспериментальных зависимостей:

вертикального смещения на вылете из конденсатора (Y ) от

квадрата обратной начальной скорости ( 1 )2 ;

V0 X

вертикальной составляющей скорости VY на вылете из кон-

денсатора от обратной начальной скорости ( 1 )2 .

V0 X

2. Для каждого графика определите по его наклону эксперимен-тальное значение удельного заряда частицы, используя формулы

3. Рассчитайте среднее значение экспериментально полученного удельного заряда частицы.

10

4. Запишите ответ. Сформулируйте выводы по ответу и графи-

кам.

Табличное значение удельного заряда электрона

qe 1,76 1011 Кл/кг. m

Контрольные вопросы

1.  Дайте определение электрического заряда.

2.  Перечислите все свойства заряда.

3.  Сформулируйте свойство дискретности заряда.

4.  Сформулируйте свойство аддитивности заряда.

5.  Сформулируйте свойство инвариантности заряда.

6.  Напишите закон Кулона для силы взаимодействия двух не-подвижных зарядов.

7.  Дайте определение электростатического (электрического) поля.

8.  Дайте определение напряжённости электрического поля.

9.  Напишите формулу, определяющую напряжённость электри —

ческого поля.

10.  Напишите формулу, определяющую электрическую силу, действующую на точечный заряд в электрическом поле с за-данной напряжённостью.

11.  Напишите формулу для напряжённости электрического поля точечного заряда, расположенного в начале координат.

12.  Сформулируйте принцип суперпозиции для электрического поля.

13.  Дайте определение потенциала электрического поля.

14.  Напишите формулу для потенциала электрического поля то-чечного заряда, расположенного в начале координат.

15.  Какое поле называется однородным?

16.  Что такое конденсатор?

17.  Напишите формулу ёмкости плоского конденсатора.

18.  Какое поле существует между пластинами плоского конден-сатора?

19.  Какую форму имеет траектория движения электрона между пластинами плоского конденсатора?

11

Лабораторная работа № 2 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ТОЧЕЧНОГО ЗАРЯДА

И ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДИПОЛЯ

Запустите программу. Выберите «Электричество и магнетизм» и «Взаимодействие электрических зарядов». Нажмите вверху внутрен-него окна кнопку с изображением страницы.

Цель работы:

знакомство с моделированием электрического поля от точеч-ных источников;

экспериментальное подтверждение закономерностей для электрического поля точечного заряда и электрического ди-поля;

экспериментальное определение величины электрической по-стоянной.

Краткие сведения из теории

Электрическим полем называется то, что существует в области пространства, в которой на электрически заряженную частицу дейст-вует сила, называемая электрической (кулоновской).

Источником электрического поля являются электрически заря-женные частицы.

Электрическим зарядом называется особая характеристика объ-екта, определяющая его способность создавать электрическое поле и взаимодействовать с электрическим полем. Часто «зарядом» называ-ют заряженную частицу, а «точечным зарядом» – материальную точ-ку, имеющую электрический заряд.