Поле равномерно заряженной сферы.
Тема занятия: Решение задач по электростатике
Электростатика – раздел электродинамики, изучающий покоящиеся электрически заряженныетела.
Существует два вида электрических зарядов: положительные (стекло о шелк) и отрицательные (эбонит ошерсть)
разноименныезаряды одноименные заряды
элементарный заряд – минимальный заряд (е = 1,6∙10-19 Кл)
Заряд любого тела кратен целому числуэлементарныхзарядов: q = N∙е
Электризация тел – перераспределение заряда между телами.
Способы электризации: трение, касание, влияние.
Закон сохранения электрического заряда – в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной.
q1 + q 2 + q 3 + …..+ qn=const
Пробный заряд – точечный положительный заряд.
Закон Кулона (установлен опытным путем в 1785 году)
Сила взаимодействия двух неподвижныхточечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними.
F = k∙ q1 ×q2
® ®
=- по 3-му законуНьютона
R2 F1 F2
ВСИ: k=
1
4pe0
q1и q2- заряды; R - расстояние между зарядами;
k - коэффициент пропорциональности, равный силе взаимодействия единичных зарядов на расстоянии, равном единице длины.
|
|
|
=9·109Н·м2/Кл2; ε0-электрическая постоянная; ε0= 8,85·10-12Кл2/Н·м2
Закон Кулона вдиэлектрическойсреде: F = k∙ q1 ×q2
e R 2
ε - диэлектрическая проницаемость среды, характеризующая свойства среды. В вакууме ε =1, в воздухе ε ≈1
Электрическое поле – вид материи, осуществляющий взаимодействие между электрическими зарядами, возникает вокруг зарядов, действует только назаряды.
Характеристики электрического поля
®
силовая (напряженностьЕ) энергетическая (потенциалφ)
| Напряжённость - векторная физическая величина, равная отношению силы F, с которой электрическое поле действует на пробный точечный заряд q, к значению этого заряда. ® ®F Е =, [E]= Н/Кл = В/м q Направление вектора напряженности совпадает с направлением вектора силы, действующей на положительный заряд, и противоположно направлениюсилы, действующийнаотрицательныйзаряд. | Потенциал электростатического поля - отношение потенциальной энергии заряда в поле к этомузаряду φ= W ï , [φ] = Дж/Кл = 1 В q φ - скалярная величина, определяющая потенциальную энергию заряда в любой точке эл. поля. Wn= qЕd ; φ = Еd Wn; φ – зависят от выбора нулевого уровня |
Принцип суперпозиции полей
|
|
|
| Если в данной точке пространства различные заряды создают электрические поля ® ® ® напряженности, которых Е1 , Е2 , Е3 … и т.д., то результирующая напряженность поля в этой точке равна векторной сумме напряжённостей отдельных полей. ® ® ® ® ® Е = Е1 + Е2 + Е3 + …+Е n | Если в данной точке пространства различные заряды создают электрические поля потенциалы, которых φ1, φ2, φ3 и т.д., то результирующий потенциал в этой точке равен алгебраической сумме потенциалов всех полей. φ = φ1+ φ2+ φ3+… (знак потенциала определяется знаком заряда:q > 0, φ > 0; q < 0, φ < 0) |
Силовые линии напряженности электрического поля – непрерывные линии, касательные к которым в каждой точке, через которые они проходят, совпадают с вектором напряженности. Е
|
|
|
| Е |
| Е |
- незамкнуты;
- непересекаются;
- непрерывны;
- направление совпадает с направлением векторанапряжённости;
- начало на + q или в бесконечности, конец на – q или вбесконечности;
- гуще вблизи зарядов (где большенапряжённость).
- перпендикулярны поверхности проводника
Поле точечного заряда
| Модульнапряжённости. |
|
| Потенциал. | |
| Е = k∙ q e R2 | φ = ± k∙q e R | |||
|
| ||||
Поле равномерно заряженной сферы.
(R – радиус сферы; r – расстояние от центра сферы до точки поля)
| модульнапряжённости | потенциал | |
| внутрисферы (r < R) | Е = 0 | φ = ± k∙ q R |
| на поверхности сферы (r = R) | Е = k∙q R2 | φ = ± k∙ q R |
| внесферы (r > R) | Е = k∙ q=k∙ q r2 (R+a)2, где а – расстояние от поверхности шара до точки поля | φ = ± k q= k∙ q r (R+a) |
Поле внутри вещества
Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 49; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!