Методика выполнения эксперимента. 1. Изучить теорию работы, установку и порядок выполнения работы

1. Изучить теорию работы, установку и порядок выполнения работы.

2.Установить в электролитическую ванну, по заданию преподавателя, два электрода, а на поверхность над ванной закрепить лист чистой бумаги.

3. С разрешения преподавателя включить прибор в сеть.

4. Установить зонд 5 на расстоянии 1-2 см от одного из электродов (например, 2).

5. Вращением рукоятки установления потенциала добиться минимальной амплитуды сигнала на экране осциллографа.

6. При неизменном значении потенциала перемещать зонд таким образом, чтобы амплитуда сигнала на осциллографе была минимальной (неизменной). Через каждые 1-2 см делать отметки положения зонда на листе бумаги карандашом. Провести плавную кривую, соединяющую полученные точки.

7. Перевести зонд 5 на 1-2 см в направлении противоположного электрода (имеющего номер 3) и повторить пункты 5-6.

8. Продолжать пункт 7 до расстояния зонда в 1-2 см от противоположного электрода 3.

9. После получения всех точек прибор отключается, по полученным точкам проводятся эквипотенциальные линии и перпендикулярно к ним проводятся линии напряженности электрического поля.

Обработка результатов измерений

1. Выбрать две точки С и D, лежащие на одной линии напряженности и на двух эквипотенциалях, отстоящих друг от друга на расстоянии d. Подключить между зондом и корпусом блока питания мультиметр.

2. Включить питание. Помещая измерительный зонд 5 в точку С, а затем в точку D, измерить значения потенциалов в этих точках не менее 10 раз при помощи мультиметра.

3. Результаты измерений потенциалов в точках С и D внести в таблицу.

Таблица

№ измерений
Средние значения, В	=	=
Абсолютные ошибки, В
Относительные ошибки, %

4. Произвести расчет ошибок определения потенциалов в точках С и D при прямых измерениях и результаты расчетов внести в таблицу.

4.1. Среднее значение потенциала в данной точке поля:

(26)
(при n =10).

4.2. Абсолютная ошибка прямого измерения потенциала:

, (27)

где – коэффициент Стьюдента при значении доверительной вероятности α = 0,95 и количестве измерений n = 10 (см. приложение в [6]);

= 0,1 В – приборная ошибка;

– среднее квадратичное отклонение для среднего значения, определяемое по формуле:

. (28)

8. Оценить и занести в таблицу относительную ошибку измерения потенциалов в точках С и D:

= . (29)

6. Рассчитать величину напряженности однородного электрического поля по формуле, аналогичной:

, (30)

где d – расстояние между выбранными точками С и D.

7. Оценить относительную ошибку вычисления величины напряженности электрического поля по формуле:

, (31)

где – погрешность измерения расстояния между выбранными точками, равная половине цены деления измерительного устройства. Принять =0,5мм=5·10^-3м.

7. Абсолютная ошибка вычисления напряженности определяется следующим образом:

. (32)

8. Окончательный результат определения величин напряженности электрического поля записать в стандартном виде:

_.. (33)

Контрольные вопросы

1. Какое поле называется электростатическим?

2. Назовите основные характеристики электрического поля.

3. Что такое напряженность электрического (электростатического) поля?

4. Каковы единицы измерения напряженности электростатического поля?

5. Дайте определение силовой линии электростатического поля.

6. В чем заключается принцип суперпозиции (наложения) полей?

7. Дайте определение теоремы Гаусса в интегральной форме.

8. Что такое потенциал электростатического поля?

9. Какое электростатическое поле называется однородным?

10. Какое поле называется потенциальным? Является ли поле тяготения потенциальным?

11. Какая поверхность называется эквипотенциальной?

Литература

1.Савельев И.В. Курс общей физики Т.2: Электричество и магнетизм. Волны. Оптика.-М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит., 1988. – 396 с.: ил.

2. Тамм И.Е. Основы теории электричества. -М.: Наука, 1976. –275 с.: ил.

3. Иродов И.Е. Электромагнетизм.- М.:Лаборатория базовых знаний,2002. – 232 с.: ил.

4. Калашников Э.Г. Электричество. - М.: Наука, 1977. – 269 с.: ил.

5.Иверонова В.И. Физический практикум. Механика и молекулярная физика. 1967. – 287 с.: ил.

6. ГмурманB.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. – М.: ВШ, 2003. – 345 с.: ил.

7. Элементарный учебник физики /Под ред. Г.С. Ландсберга. Т II/ Электричество и магнетизм. М.: Наука, 1982. – 507 с.: ил.