3kce

  • 25 окт. 2012 г.
  • 2733 Слова
Тема 3. Основы концепций представления организации материи
Лабораторная работа № 3
Использование компьютерного моделирования для представления и оценки скалярных и векторных полей

Эксперимент 1. Изучение посредством моделирования основных понятий, связанных со стационарным электрическим полем.
Задание 1. Изучите, какой вид будут иметь картина силовых линий в случае, когдаэлектрическое поле создается несколькими зарядами.
[pic]
Задание 2. Изучите, какой вид будут иметь потенциальная диаграмма (фигура 1), семейство эквипотенциальных линий (фигура 2) и картина линий напряженности поля (фигура 3), в случае, когда электростатическое поле создается одним положительным зарядом.
[pic][pic]
[pic]

Кратко опишите, какие типичные фрагменты структуры электрическогополя имеются в картине силовых линий точечного положительного заряда (является ли везде поле однородным)?
Вывод. Судя по картине силовых линий электрическое поле точечного положительного заряда является неоднородным: векторы напряженности имеют разную ориентацию в пространстве.
Сформулируйте, что представляют собой линии напряженности электрического поля?
Вывод. Линиинапряженности электрического поля точечного положительного заряда представляют собой радиально (по радиусу) расходящиеся прямые линии.
На основании картины линий напряженности электрического поля и знака у потока силовых линий, сделайте заключение о том, является точечный положительный заряд источником или стоком.
Вывод. Точечный положительный заряд является источником электрического поляПредставьте, что в полученное графически электростатическое поле в какую-то его точку попадает пылинка (или молекула газа), имеющая положительный заряд. Объясните, что будет происходить с пылинкой имеющей положительный заряд в электростатическом поле.
Вывод. Если в какую-нибудь точку электростатического поля, созданного положительным зарядом, попадает пылинка (или молекула газа), имеющаяположительный заряд, то за счет взаимодействия с электрическим полем она будет удалена на бесконечность.
Представьте, что в какую-то точку исследуемого электростатического поля попадает пылинка (или молекула газа), имеющая отрицательный заряд. Объясните, что будет происходить с пылинкой имеющей отрицательный заряд в электростатическом поле.
Вывод. Если в какую-нибудь точку электростатического поля,созданного положительным зарядом, попадает пылинка (или молекула газа), имеющая отрицательный заряд, то за счет взаимодействия с электрическим полем она будет притянута к заряду на очень малое расстояние.
Сделайте вывод о том, что происходит с потенциалом по мере увеличения расстояния от точки нахождения заряда; выполняется ли условие, что потенциал точечного заряда на бесконечности стремиться к нулю.Вывод. По мере увеличения расстояния от точки нахождения заряда потенциал (энергия) точечного заряда убывает. На бесконечности потенциал точечного заряда стремиться к нулю.
Какую форму на плоскости представляет семейство эквипотенциальных линий? (Имейте при этом в виду, что из-за погрешностей расчетов отдельные кривые в точке расположения заряда состоят из прямоугольных отрезков илишь по мере отдаления от него приближаются к системе кругов разных радиусов).
Вывод. Эквипотенциальные линий положительного заряда представляет собой семейство окружностей.
Анализируя потенциальную диаграмму (фигура 1) и семейство эквипотенциальных линий, определите, в каком направлении наиболее быстро меняется потенциал.
Вывод. Потенциал положительного заряда меняется во всехнаправлениях одинаково.
Рассмотрите снова случаи, когда сначала положительная, а затем отрицательно заряженная пылинка (или молекула газа), попадает в какую-то точку электростатического поля. Объясните, что будет происходить с пылинками с точки зрения того, как меняться потенциал и потенциальная энергия при их перемещении. Проведите...
tracking img