Примеры и разбор решения заданий
Тема: Потенциал, разность потенциалов. Связь между напряженностью электрического поля и разностью потенциалов
Цель: изучить со студентами потенциал, разность потенциалов. Рассмотреть связь между напряженностью электрического поля и разностью потенциалов
Изложение нового материала
Определения по теме:
Напряжённость - отношение силы, действующей на помещаемый в данную точку поля точечный заряд, к этому заряду.
Потенциал точки электростатического поля -отношение потенциальной энергии заряда, помещённого в данную точку, к этому заряду.
Напряжение – разность потенциалов.
Потенциальное поле – поле, работа которого по перемещению заряда по замкнутой траектории всегда равна нулю.
Напряжённость направлена в сторону убывания потенциала.
Эквипотенциальные поверхности – поверхности равного потенциала.
Свободные заряды - заряженные частицы, способные свободно перемещаться в проводнике под влиянием электрического поля.
Электростатическая индукция – явление разделения зарядов и их распределение по поверхности проводника во внешнем электрическом поле.
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Согласно идее Фарадея электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждый из них создаёт в окружающем пространстве электрическое поле.
Электрическое поле - это особый вид материи, посредством которой происходит взаимодействие зарядов. Скорость распространения электрического поля в вакууме равна 300000 км/с.
|
|
|
Напряжённость Е - силовая характеристика электрического поля.
Электрическое поле, напряженность которого одинакова во всех точках, называется однородным. Поле между параллельными пластинами однородно
Главное свойство электрического поля – это действие его на электрические заряды с некоторой силой.
Напряжённость-это отношение силы, действующей на помещаемый в данную точку поля точечный заряд, к этому заряду.
Если в данной точке пространства различные заряженные частицы создают поля, напряжённости которых Е1, Е2, то результирующая напряжённость поля в этой точке равна геометрической сумме напряжённостей этих полей. В этом состоит принцип суперпозиции полей.
Заряд, помещенный в электрическое поле обладает потенциальной энергией.
Потенциалом φ точки электростатического поля называют отношение потенциальной энергии Wn заряда, помещённого в данную точку, к этому заряду q.
Напряжение – это работа, совершаемая полем при перемещении заряда 1Кл.
Примеры и разбор решения заданий
1. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго
|
|
|
| ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | ФОРМУЛЫ |
| Напряженность | 
|
| Потенциал | 
|
| Потенциальная энергия заряда в однородном электростатическом поле | 
|
| Разность потенциалов | qΕd |
Решение: вспомнив формулы величин, можем установить:
| ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ | ФОРМУЛЫ |
| Напряженность |
|
| Потенциал |
|
| Потенциальная энергия заряда в однородном электростатическом поле | qΕd |
| Разность потенциалов |
|
2. В однородном электрическом поле напряжённостью 1 В/м переместили заряд -25 нКл в направлении силовой линии на 2 см. Найти работу поля, изменение потенциальной энергии заряда и напряжение между начальной и конечной точками перемещения.
Решение.
Работа электрического поля при перемещении заряда вдоль силовой линии:
ΔA = - qΕΔd,
при этом изменение потенциальной энергии равно:
Напряжение между начальной и конечной точками перемещения равно:
Вычисления:
ΔA = -25 · 10-9 Kл · 103 B/м · 0,02 м = -0,5 мкДж;
Ответ: 
3. Связь между напряженностью и напряжением.
Из доказанного выше:  → 
напряженность равна градиенту потенциала (скорости изменения потенциала вдоль направления d).
| 
|
Из этого соотношения видно:
1. Вектор напряженности направлен в сторону уменьшения потенциала.
2. Электрическое поле существует, если существует разность потенциалов.
3. Единица напряженности:  - Напряженность поля равна 1 В/м, если между двумя точками поля, находящимися на расстоянии 1 м друг от друга существует разность потенциалов 1 В.
| 
|
| Эквипотенциальные поверхности. ЭПП - поверхности равного потенциала. Свойства ЭПП: - работа при перемещении заряда вдоль эквипотенциальной поверхности не совершается; - вектор напряженности перпендикулярен к ЭПП в каждой ее точке. |  
|
| |
| Измерение электрического напряжения (разности потенциалов) Между стержнем и корпусом — электрическое поле. Измерение потенциала кондуктора Измерение напряжения на гальваническом элементе Электрометр дает большую точность, чем вольтметр. | 
|
| Потенциальная энергия взаимодействия зарядов. | |
| 
|
| Потенциал поля точечного заряда | |
| |
| Потенциал заряженного шара а) Внутри шара Е=0, следовательно, потенциалы во всех точках внутри заряженного металлического шара одинаковы (!!!) и равны потенциалу на поверхности шара. б) Снаружи поле шара убывает обратно пропорционально расстоянию от центра шара, как и в случае точечного заряда. | 
|
| Перераспределение зарядов при контакте заряженных проводников. Переход зарядов происходит до тех пор, пока потенциалы контактирующих тел не станут равными. |
|
|
|
|
|
|
4. Домашнее задание:
1. Изучить лекцию
2. Составить краткий конспект
Фото выполненного домашнего задания студент отправляет до 22.02.2022 мне на электронную почту: ludmilakorotcenkova@gmail.com
При отправлении задания четко указать ФИО, группу, дату, тему
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 21; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!