На рисунке показана схема демонстрационной установки. Электрическое поле создается металлическим шаром 1 1 0, заряженным от индукционной машины. Шар укреплен на изолирующей стойке 1 2 0. Пластина 1 3 0, на которой укреплена стойка 12 0, имеет разметку в виде концентрических окружностей и радиальных линий. Стойка укреплена в центре этой картины. На верхнем конце стойки 1 4 0 имеется площадка, на которой стоит спиртовка 1 5 0. В пламени спиртовки находится 1 0зонд 16 0, который проводником 17 0 соединен с электрометром 1 8 0. Стойка 1 4 0может перемещаться. Соответственно зонд 16 0 можно перемещать как в радиальном направлении, так и вдоль окружности вокруг шара.
18
.
Двигая зонд вдоль радиуса, наблюдают, что отклонение стрелки электрометра увеличивается при приближении зонда к шару. Двигая зонд по окружности вокруг шара, наблюдают, что показания электрометра не изменяются, т.е. точки этой окружности лежат на одной эквипотенциальной поверхности.
3.1.10. Распределение заряда по поверхности проводника.
Опыт с гибкой металлической сеткой
Зависимость поверхностной плотности заряда от кривизны поверхности заряженного проводника (в отсутствие внешнего поля) можно продемонстрировать на следующей установке. Гибкая металлическая сетка закреплена между изолирующими стойками. На поверхности сетки с обеих сторон закреплены легкие полосочки из папиросной бумаги. Поскольку сетка гибкая, ей можно придавать различную форму. Если сетку зарядить от индукционной машины, то листочки, заряжаясь от сетки одноименными зарядами, будут от неё отклоняться. Наибольший угол отклонения будет в тех местах, где поверхностная плотность заряда также наибольшая. В опыте можно наблюдать, что там, где поверхность выпуклая, листочки отклоняются больше, причем тем больше, чем меньше радиус кривизны поверхности.
3.1.11. Исследование распределения заряда по поверхности проовдника с помощью металлического шарика на изолирующей ручке и электрометра
Если незаряженный металлический шарик привести в соприкосновение с заряженной металлической поверхностью некоторого тела, то часть зарядов с поверхности тела перейдет на поверхность шарика.
Переход зарядов с заряженного тела на шарик прекратится тогда, когда напряженность электрического поля внутри шарика станет равной нулю, т.е. когда внутри шарика электрическое поле зарядов тела будет компенсироваться электрическим полем зарядов шарика. Вблизи заряженной метал19
.
лической поверхности напряженность электрического поля пропорциональна поверхностной плотности зарядов в соответствии с формулой
. Следовательно, заряд шарика также должен быть пропорционален плотности зарядов поверхности тела на участие, ближайшем к шарику. Этот факт можно использовать для исследования распределения заряда по поверхности проводника.
Металлический шарик диаметром около двух сантиметров закреплен на изолирующей ручке длиной около 15 см. Если этим шариком коснуться заряженной металлической поверхности в некоторой точке, а затем коснуться им стержня электроскопа, то отклонение стрелки электроскопа будет пропорционально заряду шарика и, следовательно, поверхностной плотности заряда вблизи точки касания шарика с телом.
Для демонстрации используется металлическое тело, закрепленное на изолирующей подставке. Поверхность тела состоит из трех частей.
Часть 1 "в" 0- цилиндрическая, части 1"а" 0и 1"с" 0- конические. Вершина конуса 1"а" 0 расположена внутри цилиндра 1 "в" 0. Вершина конуса 1 "с"
расположена вне цилиндра 1"в" 0. Тело заряжается от индукционной машины.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.