Введение 4
Глава 1. Краткая характеристика эквипотенциальных поверхностей и силовых линий 6
1.1. Эквипотенциальные поверхности и силовые линии их свойства 6
Глава 2. Экспериментальная часть 10
2.1. Материалы и методика эксперимента 10
2.2. Моделирование электростатического поля 13
2.3. Изучение электростатического поля методом моделирования 15
Глава 3. Методические разработки 25
3.1. Лабораторная работа «Моделирование электростатического поля» 25
Заключение 29
Список использованной литературы 31
В работе показываем, что графическое изображение полей, можно построить не только с линиями напряженности, но и с помощью разности потенциалов. Рассмотрим лабораторную работу, объединив в электрическом поле точки с равными потенциалами, то в результате мы получим поверхности равного потенциала или эквипотенциальные поверхности. На эквипотенциальные поверхности.
При изображении эквипотенциальных линий, которые соответствуют различным значениям потенциала, мы получаем наглядную картину, которая отражает, как изменяется потенциал конкретного поля.
Наиболее наглядная картина поля будет представлена, если изображать эквипотенциальные линии с равными изменениями потенциала, например в 10 В, 20В, 30 В и т.д. В таком случае скорость изменения потенциала будет обратно пропорциональна расстоянию между соседними эквипотенциальными линиями, т.е. густота эквипотенциальных линий пропорциональна напряженности поля (чем выше напряженность поля, тем теснее изображаются линии). Если мы знаем эквипотенциальные линии, можно построить линии напряженности рассматриваемого поля и наоборот. В практической части мы разберем и рассмотрим.
Цели:
Изучить эквипотенциальные поверхности и силовые линии их свойства.
- изучить современное состояние методики изучения эквипотенциальных поверхностей и силовые линий;
- изучить теорию электростатического поля методом моделирования;
- выявить эффективную методику изучения эквипотенциальных поверхностей и силовые линий в системе обучения физике путем проведения лабораторной работы.
Предметом исследования является изучение эквипотенциальных поверхностей и силовые линий.
Актуальность работы заключается в рассмотрении новых способов изучения эквипотенциальных поверхностей и силовые линий в школьном курсе физики.
Работу в результате можно будет использовать на уроках физики в школе, вузах, на семинарских занятиях для студентов, кружковых занятиях.
Структура работы. Данная работа состоит из введения, трех взаимосвязанных глав, заключения и списка использованной литературы.
Для графического распределения потенциала электростатического поля, как и в случае ноля тяготения, пользуются эквипотенциальными поверхностями- поверхностями, во всех точках которых потенциал имеет одно и то же значение.
Таким образом, эквипотенциальные поверхности в данном случае - концентрические сферы.
С одной стороны, линии напряженности в случае точечного заряда - радиальные прямые. Следовательно, линии
напряженности перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям.
Линии напряженности всегда нормальны к эквипотенциальным поверхностям. Все точки эквипотенциальной поверхности имеют одинаковый потенциал, поэтому работа по перемещению заряда вдоль этой
поверхности равна нулю, т.е. электростатические силы,действующие на заряд,всегда направлены по нормалям к эквипотенциальным поверхностям.
Следовательно, вектор Е всегда нормален к эквипотенциальным поверхностям, а поэтому линии вектора Е ортогональны этим поверхностям.
Свойства эквипотенциалей:
1) Работа по перемещению заряда вдоль эквипотенциальной линии (поверхности) равна нулю
2) Силовые линии поля в каждой точке ортогональны к
эквипотенциальной линии (поверхности).
