1. Описание экспериментальной установки:
Экспериментальная установка состоит из следующих элементов:
- Две металлические пластины на подставках, образующие плоский конденсатор. Они располагаются параллельно друг другу.
- Электрометр, подключенный к пластинам конденсатора для измерения напряжения между ними.
- Эбонитовая палочка и шерсть для создания электрического заряда на пластинах конденсатора.
- Соединительные провода для подключения электрометра к пластинам конденсатора.
2. Порядок действий при проведении исследования:
1. Подготовка:
- Установите пластины конденсатора параллельно друг другу на некотором расстоянии ( d_1 ).
- Подключите электрометр к пластинам конденсатора с помощью соединительных проводов.
2. Зарядка конденсатора:
- Наэлектризуйте эбонитовую палочку, потерев её о шерсть. Палочка приобретет отрицательный заряд.
- Поднесите наэлектризованную палочку к одной из пластин конденсатора, чтобы передать ей часть заряда. Другая пластина получит противоположный заряд за счет электростатической индукции.
3. Измерение напряжения:
- Зафиксируйте показания электрометра, соответствующие напряжению ( U_1 ) между пластинами конденсатора.
4. Изменение расстояния:
- Измените расстояние между пластинами конденсатора на новое значение ( d_2 ).
- Убедитесь, что конденсатор разряжен (если необходимо, разрядите его, коснувшись пластин проводником).
- Повторите процесс зарядки конденсатора эбонитовой палочкой.
5. Повторное измерение напряжения:
- Зафиксируйте показания электрометра, соответствующие напряжению ( U_2 ) при новом расстоянии ( d_2 ) между пластинами.
6. Расчет электроёмкости:
- Зная заряд ( q ) (который можно считать примерно одинаковым в обоих случаях, если зарядка производится одинаково) и измеренные напряжения ( U_1 ) и ( U_2 ), вычислите электроёмкость ( C_1 ) и ( C_2 ) для каждого расстояния по формуле:
\[ C = \frac{q}{U} \]
Таким образом, ( C_1 = \frac{q}{U_1} ) и ( C_2 = \frac{q}{U_2} ).
7. Анализ результатов:
- Сравните значения электроёмкости ( C_1 ) и ( C_2 ) для разных расстояний ( d_1 ) и ( d_2 ). Если электроёмкость изменяется при изменении расстояния, это показывает зависимость электроёмкости плоского конденсатора от расстояния между его пластинами.
Вывод: Сравнивая полученные значения электроёмкости при разных расстояниях, можно сделать вывод о зависимости электроёмкости плоского конденсатора от расстояния между его пластинами.