Контрольныевопросы

1. Датьопределениеосновныххарактеристикэлектростатическогополя.

2. Датьопределениесиловойлинии.Скакимихарактеристиками векторанапряженностиEонасвязана?

3. Датьопределениеэквипотенциальнойповерхности.Каконаколичественно

связанаспотенциаломэлектрическогополя?

4. Доказатьортогональностьэквипотенциальныхповерхностейилинийнапря-женности.

5. Показать,чтолинейныйинтеграл

_Ed

L

независитотформыкривой,соеди-

няющейдветочкиполя.Записатьусловиепотенциальностиполя.

6. Получитьвобщем видесвязьмеждунапряженностьюEипотенциалом.

7. Вывестивыражениедляпотенциаладиполявдальней зоне(6).

8. Обосноватьсправедливостьиспользованияполейстационарныхтоковдляис-следованияэлектростатическихполей.

9. Пояснитьпринципработыиспользуемыхмакетов.Изобразитькартиныэкви-потенциальных и силовых линийдиполя наодномрисунке.

Литература

1. Курсобщейфизики:учебноепособие:в5книгах/И.В.Савельев.–Москва

: АСТ: Астрель,2008.–5кн.

2. Курсфизики:учебноепособиедлявтузов/А.А.Детлаф,Б.М.Яворский.–Москва: Высшая школа,1989.– 607с.

3. Физика:учебник/И.И.Наркевич,Э.И.Волмянский,С.И.Лобко.–Минск:Новоезнание,2004.– 680с.

Приложение1 обработкарезультатовизмерений

1. Таккакграфическоеизображениифункциидвухпеременных

(r,)

ввиде

поверхностиявляетсясложным,тодляупрощенияситуациизафиксируемугол,

^{например,}80^{,ирассмотримпостроениеграфикафункцииоднойпеременной}

(r).^{Намакетевыберемфиксированноенаправлениевектораr(рис.8)ипроизведем}

зондовые измерения величины потенциала диполя в нескольких точках вдоль этогонаправления.

Экспериментальныеданныедолжныизменятьсяпостепенномузакону

(r) ~r^2, поэтому воспользуемся процедуройпостроения графиков(диаграмм)вприложенииMS Excel:

1. Ввестиданныеввидестолбцовдляrиφ.Выделитькурсоромпо-

лученныестолбцы.Данныеизмеренийданывкачествепримера.

2. Выбрать«Вставкаточечнойдиаграммы».

3. Кликнутьпоточкамдиаграммыивыбрать«добавитьлиниютренда». В открывшемся меню выбрать «степенная» и «показатьуравнение».

РезультатыпредставленынадиаграммеMSExcelввидемноже-

ства дискретных маркеров. На этой же диаграмме построен график гиперболы вида5,883r^2,01, что соответствуетстепеннойлинии тренда.Наблюдаем хорошее согласиеэкспериментальныхданныхсзакономизмененияфункцииоднойпеременной

^{(r)kpcos()r2},уголвэтихизмеренияхявляетсяфиксированным.

2. Далеезафиксируеммодульрадиус-вектора

rconst

ирассмотримфункцию

однойпеременной

(),аименно,

()^k





^pcos().Намакете

_r2



выберем дугу, отвечающую неизменному радиусуrв дальней зоне, ипроизведем экспериментальные зондовые измерения величины потен-циаладиполявнесколькихточкахвдольдуги,изменяяуголвпреде-

^лах^60,90^(рис.9).

Дляпроверкиcсоответствияэкспериментальныхданныхзакону

()воспользуемсяпроцедуройпостроенияграфиков(диаграмм)вприложенииMS Excel:

1. Ввестиданныеввидестолбцовдляθиφ.Выделитькурсоромполученныестолб-цы (вкачествепримера– рис.10).

2. Выбрать«Вставкаточечнойдиаграммы».

3. РезультатыпредставленынадиаграммеMSExcelввидемножествадискретныхмаркеровтреугольнойформы.Длятогочтобыубедитьсявпринадлежностиэтого

множествафункциивида()Acos()необходимо:

4. вычислитьзначениевеличиныАиз условия:измеренноезначение потенциалапри

60^{(максимальноезначение}

_max(60)) равно

Acos(60)A^1:

2

A

(60)_max2,

A2(60)2_max;

5. ввестивторойблокданных(,cos(),

Acos())

(вкачествепримера–нарис.10

значениеА=456мВ,тк.

(60)_max228мВ);

6. выбрать«Вставкаточечнойдиаграммы,гладкаякриваясмаркерами».Далее,кликнутьнадиаграммевыбратьданные,выделитьвторойблок(рис.10)ивы-

братьтолько(,Acos()).

Построеннаятакимобразомлиниядолжнапроходитьблизкокмаркерамтре-угольнойформы,чтосвидетельствуетохорошемсогласииэкспериментальныхданных

сзакономизмененияфункцииоднойпеременной

()Acos(),где

Ak^p

_r2

.Вели-

чинарадиус-вектораrвэтихизмеренияхявляетсяфиксированной.