ВОПРОСЫ К ЗАЩИТЕ ПО ТЕМЕ "ЭЛЕКТРОСТАТИКА"

РАБОТА № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ВАННЫ

1. Что называется напряженностью поля? Единицы ее измерения.

2. Что называется разностью потенциалов между точками электростатического поля; потенциалом? В каких случаях потенциал бесконечно удаленной точки принимают за ноль?

3. Связь между напряженностью электростатического поля и потенциалом (интегральная и дифференциальная).

4. Какие методы расчета напряженности и потенциала вам известны?

5. Что называется линией напряженности, эквипотенциальной поверхностью? Каково их взаимное расположение?

6. Как меняется потенциал вдоль линии напряженности? Поясните на примере картины, полученной при выполнении работы.

7. Что значит E = -grad φ? Поясните на примере любой картины, полученной при выполнении работы.

8. Каковы особенности структуры поля вблизи поверхности проводника?

9. Чему равна напряженность поля внутри заряженного проводника? У его поверхности? Чему равна разность потенциалов между любыми точками проводника?

10. Каково условие потенциальности силового поля? Является ли электростатическое поле потенциальным?

11. Построить график зависимости E(x) и φ(x) для снятой вами картины (по указанию преподавателя).

12. Объясните, что произойдет с силовыми линиями электростатического поля, если в него поместить кусок незаряженного металла.

РАБОТА № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ КОНДЕНСАТОРА БАЛЛИСТИЧЕСКИМ ГАЛЬВАНОМЕТРОМ И ПОСТОЯННОЙ БАЛЛИСТИЧЕСКОГО ГАЛЬВАНОМЕТРА

1. Что представляет собой конденсатор? Для чего он служит? Что называется емкостью конденсатора и в каких единицах ее измеряют?

2. От каких величин зависит емкость плоского конденсатора? Меняется ли она при изменении разности потенциалов между обкладками?

3
. Рассчитайте емкость слоистого конденсатора и постройте графики зависимости E_r(r) и φ(r). Известны площадь пластин S, проницаемость диэлектриков ε₁ и ε₂, расстояние d между пластинами.

4. Выведите формулу емкости сферического конденсатора.

5. Выведите формулу для расчета емкости при последовательном соединении конденсаторов.

6. Выведите формулу для расчета емкости при параллельном соединении конденсаторов.

7. При каком соединении двух конденсаторов их общая емкость уменьшается?

8. Начертите схему установки и объясните принцип ее действия.

9. Как устроен баллистический гальванометр? Что он измеряет?

10. Для какой цели предназначена градуировка гальванометра?

11. Как по величине измеряемого заряда рассчитывают неизвестную емкость?

12. Как найти погрешность измерения емкости конденсатора?

РАБОТА № 3

ВЕСЫ НАПРЯЖЕНИЯ

1. Чему равна сила, с которой электростатическое поле действует на заряд, если:
а) заряд точечный; б) заряд конечных размеров?

2. Вывести формулу для силы взаимодействия двух параллельных пластин бесконечных размеров? В каких случаях пластины можно считать бесконечно большими?

3. Изменится ли сила взаимодействия между пластинами, если их поместить в диэлектрик? Рассмотреть два случая: а) разность потенциалов между пластинами постоянна, U = const; б) пластины зарядили до разности потенциалов, отключили от источника и поместили в диэлектрик, Q = const.

4. Изменится ли сила взаимодействия между пластинами , если их раздвинуть? Рассмотреть два случая (см. выше): а) U = const, б) Q = const.

5
. Изменится ли сила взаимодействия между пластинами, если посередине поместить незаряженную металлическую пластину толщиной d? Рассмотреть два случая (см. выше): а) U = const, б) Q = const.

6. Выведите формулу для расчета разности потенциалов U между пластинами.

7. Как находится в данной работе сила взаимодействия между пластинами?

8. Как находится в работе удлинение пружины и его погрешность? Для чего в работе пользуются катетометром?

9. Почему перед подачей напряжения диски прибора надо расположить на небольшом расстоянии друг от друга? Что значит "небольшое расстояние"? С каким линейным размером его следует сравнивать?

10. Как находится в работе погрешность измерения напряжения?

11. Выведите формулу напряженности поля бесконечно большой пластины при помощи теоремы Остроградского-Гаусса.

РАБОТА № 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТИ КОАКСИАЛЬНОГО КАБЕЛЯ
И ПЛОСКОГО КОНДЕНСАТОРА

1. Какую систему проводников называют конденсатором? Какую физическую величину называют емкостью конденсатора? В каких единицах измеряется эта величина? Каков физический смысл емкости?

2. От чего зависит емкость конденсатора? Выведите формулу для расчета емкости и постройте график зависимости E_r(r) и φ(r) для:

а) коаксиального кабеля;

б) плоского воздушного конденсатора;

в) слоистого конденсатора.

3. В чем заключается метод измерения емкости в данной работе? Каков принцип работы электрической схемы?

4. Выведите формулу для расчета емкости C_x исследуемого конденсатора.

5. Как находят в работе емкость лампового вольтметра C_в и для чего?

6. Зависит ли емкость коаксиального кабеля от частоты подаваемого напряжения?

7. Что называется относительной диэлектрической проницаемостью ε вещества?

8. Как оценить погрешность измерения емкости ΔC?

9. Как изменится емкость плоского конденсатора, если между обкладками пластины – не диэлектрик, а металлическая пластина. Нарисуйте для этого случая графики зависимости E_r(r) и φ(r), считая, что толщина металлической пластины d/3.

РАБОТА № 5

ИЗУЧЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКОСТИ

1. Полярные и неполярные диэлектрики. Поляризация.

2. Электронная и ориентационная поляризуемость.

3. Что называется относительной диэлектрической проницаемостью среды? Как она связана с диэлектрической восприимчивостью?

4. Каким методом в данной работе находится ε?

5. Выведите формулу для расчета ε.

6. Нарисуйте электрическую схему установки и объясните, как она работает.

7. Зависит ли относительная диэлектрическая проницаемость от частоты подаваемого сигнала?

8. Почему напряженность электрического поля меняется при внесении в него диэлектрика?

РАБОТА № 6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ
ЖИДКОГО ДИЭЛЕКТРИКА

1. Что называется относительной диэлектрической проницаемостью среды, как связана она с диэлектрической восприимчивостью среды?

2. Каким методом определяется относительная диэлектрическая проницаемость в работе? Выведите расчетную формулу.

3. Объясните, почему диэлектрик втягивается между пластинами конденсатора.

4. Как меняется заряд на обкладках конденсатора по мере втягивания диэлектрика? Что происходит при этом с напряженностью поля между обкладками?

5. Рассчитайте работу поля по втягиванию диэлектрика в конденсатор.

РАБОТА № 8

ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ОСЦИЛЛОГРАФА

1. Как устроен осциллограф? Назовите его основные узлы.

2. Каково устройство электронно-лучевой трубки?

3. Каков характер движения электронов в трубке?

4. Выведите формулу смещения электрона в трубке под действием электрического поля пластин.

5. Что называется чувствительностью электронно-лучевой трубки, от чего она зависит?

6. Как измеряют величины чувствительности S_x и S_y?

7. Почему S_x и S_y отличаются друг от друга?