Порядок выполнения работы

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ПРОВОДНИКА С ТОКОМ

Выполнил студент гр. _______________ Ф.И.О ___________________

Подпись преподавателя _________________ дата __________________

(обязательна после окончания эксперимента)

Цель работы: изучение свойств электрических полей в проводящей жидкости, получение графического изображения поля с помощью эквипотенциальных поверхностей и силовых линий

j_А =.... В; j₁ =... В; j₂ =... В; j₃ =... В, j₄ =....

Основной частью лабораторной установки является кювета (прямоугольный сосуд) с слабопроводящей жидкостью и два электрода A и К (рис.1). Разность потенциалов между электродами создается источником постоянного напряжения. К одному из электродов К (катоду) присоединен одной клеммой вольтметр, другая клемма которого соединена с зондом 2. При касании зондом какой-либо точки жидкости вольтметр покажет потенциал этой точки относительно катода (потенциал катода приравнивается нулю). Измеряя потенциалы различных точек поля, имеющих один и тот же потенциал, можно построить систему эквипотенциальных линий, затем изобразить совокупность силовых линий и при необходимости вычислить E в любой точке поля по формуле (7).

Порядок выполнения работы

1. Перерисовать с установки в натуральную величину координатные линейки и электроды.

2. Определить потенциал анода j_А, и записать его величину.

3. Найти эквипотенциаль со значением j₁ = 0,8j_A. Для этого следует поместить острие зонда в сосуд с жидкостью над одной из вертикальных линий миллиметровой бумаги, расположенной под прозрачным сосудом и, перемещая его вдоль этой линии, найти координаты точки, в которой потенциал имеет значение j₁. Отметить эту точку на вашем графике на стр.1. Помещая зонд последовательно над второй, над третей и т.д. вертикальными линиями миллиметровой бумаги и перемещая зонд вдоль них, найти точки с тем же потенциалом j₁. Если нужный потенциал отсутствует на вертикальной линии, попробуйте двигаться по горизонтальной линии.

4. Соединив на своем рисунке точки с потенциалом j₁, вы получите первую из искомых эквипотенциалей.

5. Аналогичные измерения проделать для потенциалов j₂ = 0,6j_А, j₃ = 0,4j_А, j₄ = 0,2j_А.

6. Аккуратно, соблюдая взаимную ортогональность (перпендикулярность) силовых и эквипотенциальных линий в точках их пересечений, нарисовать на бумаге систему силовых линий, указав стрелками их направление.

7. Вычислить по формуле

значения E во всех точках пересечения какой-либо одной силовой линии с эквипотенциалью (по заданию преподавателя), где Δj разность потенциалов двух соседних эквипотенциальных поверхностей, Δ n – расстояние между этими эквипотенциальными поверхностями по силовой линии.

8. Получить подпись преподавателя об окончании эксперимента.

Контрольные вопросы

1. Какие поля называются потенциальными? Как записать условие потенциального характера поля?

2. Что такое потенциал? Разность потенциалов? Каков физический смысл этих характеристик?

3. Как определяется и какой смысл имеет электрический вектор ? Как он связан с потенциалом?

4. Что собой представляет градиент потенциала? Чему равен его модуль? Проекции? Как он направлен? Как он направлен?

5. Почему поле постоянного тока является потенциальным?

Рассмотренные здесь вопросы можно найти в литературе: Савельев И.В. Курс общей физики. - 2-е изд. - М.: Наука, 1982, т.2