Обработка результатов измерений

1. Руководствуясь полученными эквипотенциальными линиями, проводят силовые линии.

2. Для любой точки поля на силовой линии проводят вектор напряженности и указывают направление вектора градиента потенциала.

3. Считая центральную часть поля близкой к однородной находят значение Е по формуле (15).

Контрольные вопросы

1. Что понимается под электрическим полем? Какое поле является электростатическим?

2. Дайте определение напряженности и потенциала электростатического поля.

3. Какое поле называется однородным?

4. Какова связь между напряженностью поля и потенциалом в случае однородного и неоднородного электростатического поля?

5. Поясните принцип суперпозиции в электростатическом поле.

6. Является ли электростатическое поле консервативным?

7. Дайте определения силовых линий и эквипотенциальных поверхностей электростатического поля.

8. Нарисуйте картину силовых и эквипотенциальных линий поля точечного заряда; однородного поля.

9. Чему равна работа по перемещению заряда вдоль эквипотенциальных линий? Поясните.

10.  Как рассчитывается поток вектора ?

11.  Сформулируйте теорему Остроградского – Гаусса для электростатического поля в вакууме.

12.  В чем сущность метода электролитической ванны?

13.  Как определяются в данной работе и как фиксируются эквипотенциальные линии поля? Как строят силовые линии поля?

14.  Как рассчитать напряженность в какой-либо точке карты поля? Как выбрать направление grad φ и в данной точке поля?

15.  Объясните при каком положении площадки поток вектора  достигает максимального и минимального значений. Ответ поясните рисунком.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 27

Определение сопротивления проводника

С помощью мостика Уитстона

Цель работы

1. Ознакомление с методом измерения сопротивления с помощью мостика Уитстона.

2. Определение удельного сопротивления проводника.

3. Проверка формул для сопротивления при последовательном и параллельном соединении проводников.

Обязательная литература

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. - М., « Высшая школа», 1999, §18.1- 18.4, 19.1, 19.2.

2. Трофимова Т.И. Курс физики. - М., « Высшая школа» ,2002 , §96-101.

Основные понятия и формулы

Электрическим током называется направленное движение электрических зарядов (носителей тока). Ток, обусловленный движением заряженных микрочастиц (электронов в металлах, ионов в электролитах и т.д.), называется током проводимости. Движение макроскопических заряженных частиц, тел называется конвекционным током. За направление тока принято направление движения положительных зарядов. Поэтому ток, обусловленный отрицательными зарядами, направлен против их движения. Вещества, в которых протекание электрического тока не связано с химическими реакциями, называются проводниками первого рода или просто проводниками.

Сила тока J- скалярная физическая величина, равная величине заряда, проходящего через поперечное сечение проводника в единицу времени.  

J=                                         (1)

В случае постоянного тока

J =                                           (2)

Сила тока измеряется в амперах (А). На практике часто используют единицы тока 1мА = 10^-3А , 1 мкА=10^-6А

Электродвижущая сила (ЭДС)

Направленное движение зарядов в проводнике, все элементы которого имеют одинаковую температуру, возможно лишь при наличии внутреннего стационарного электрического поля. Это означает, что между концами проводника должна поддерживаться отличная от нуля разность потенциалов. Силы кулоновского взаимодействия не могут это обеспечить, так как они стремятся объединить разноименные заряды, уменьшая разность потенциалов. Кроме того, при протекании электрического тока в проводнике выделяется теплои, таким образом, происходит необратимая диссипация энергии электрического поля. Учитывая, что работа сил электростатического поля при перемещении заряда по замкнутому контуру равна 0, для поддержания тока в цепи необходимы иные силы некулоновского происхождения. Эти силы принято называть сторонними силами. Поле сторонних сил не является потенциальным. Природа сторонних сил может быть различной: в генераторах - это сила Лоренца, в гальванических элементах и аккумуляторах - химические силы, в неоднородных средах - силы, обусловленные диффузией зарядов, и т.д. Сторонние силы могут быть либо распределены по всему проводнику, либо сосредоточены на отдельных небольших его участках. Характеристикой сторонних сил является их электродвижущая сила (ЭДС). Под ЭДС понимается работа, которую совершают сторонние силы для поддержания стационарного электрического поля в проводнике. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль всего контура. В цепи, где имеются источники тока, носители тока движутся в результирующем поле кулоновских и сторонних сил.