Электрический заряд. Закон Кулона

Сентябрь 14, 2022

Главная
Физика
Электрический заряд. Закон Кулона

Содержание

2. Электрический заряд частицы является одной из основных, первичных ее характеристик. Ему присущи следующие фундаментальные свойства:
3. Точечным зарядом является заряженное тело, геометрическими размерами которого в данных условиях можно пренебречь.
5. - это векторная величина, равная силе, с которой поле действует на единичный пробный заряд (рис.2).
6. Напряженность поля выражается в вольтах на метр (В/м). Принцип суперпозиции. Напряженность поля системы точечных неподвижных зарядов
7. Принцип суперпозиции электрических полей:
8. Геометрическое описание электрического поля
10. Работа сил электростатического поля. Потенциал На электрический заряд со стороны электростатического поля действует сила, поэтому при
11. Полная работа: Вывод: Работа по перемещению заряда в эл. поле не зависит от формы пути, т.е.
12. т.е. потенциал равен потенциальной энергии единичного точечного заряда в данной точке поля. Единицей измерения потенциала является
13. Для потенциала также, как и для напряженности, справедлив принцип суперпозиции: потенциал системы зарядов равен алгебраической сумме
14. Элементарная работа dA электрического поля: Тогда работа электрического поля по переносу пробного заряда из точки 1
15. Теперь получим обратное соотношение. Для этого запишем полученное соотношение в дифференциальной форме: Для того чтобы из
16. Эквипотенциальные поверхности Эквипотенциальные поверхности проводят так, чтобы разность потенциалов между двумя соседними поверхностями была одна и
18. Энергия взаимодействия системы электрических зарядов Потенциальная энергия двух зарядов q1 и q2 может быть представлена в
19. Это выражение можно переписать в виде: есть потенциал, создаваемый всеми зарядами, кроме qi, в точке, где
20. Густота силовых линий находится по правилу: число силовых линий, перпендикулярно пронизывающих поверхность единичной площади, должно равняться
21. В произвольном эл. поле: Полное число силовых линий, проходящих через поверхность S называется потоком вектора напряженности
22. Теорема Гаусса и ее применение к расчету электрических полей Для вычисления напряженности эл. полей, обладающих симметрией,
23. Окружим заряд q сферой S1. Центр сферы совпадает с центром заряда. Радиус сферы S1 равен R1
24. Поток через сферу S2, имеющую радиус R2: – теорема Гаусса для одного заряда.
25. Для любого числа произвольно расположенных зарядов, находящихся внутри поверхности: – теорема Гаусса для системы зарядов (в
26. Полный поток проходящий через S3, не охватывающую заряд q, равен нулю:
27. Суммарный заряд объема dV можно записать: – это ещё одна форма записи теоремы Гаусса, если заряд
29. Скачать презентацию

Слайд 2

Электрический заряд частицы является одной из основных, первичных ее характеристик. Ему

присущи следующие фундаментальные свойства:

Слайд 3

Точечным зарядом является заряженное тело, геометрическими размерами которого в данных условиях

можно пренебречь.

Слайд 4

Слайд 5

- это векторная величина, равная силе, с которой поле действует на

единичный пробный заряд (рис.2).

Слайд 6

Напряженность поля выражается в вольтах на метр (В/м).
Принцип суперпозиции. Напряженность поля

системы точечных неподвижных зарядов равна векторной сумме напряженностей полей, которые создавали бы каждый из зарядов в отдельности:

Слайд 7

Принцип суперпозиции электрических полей:

Слайд 8

Геометрическое описание электрического поля

Слайд 9

Слайд 10

Работа сил электростатического поля. Потенциал
На электрический заряд со стороны электростатического поля

действует сила, поэтому при перемещении заряда в поле совершается работа.

При этом кулоновская сила совершает элем. работу:

Слайд 11

Полная работа:
Вывод: Работа по перемещению заряда в эл. поле не зависит

от формы пути, т.е. электростатические силы являются потенциальными или консервативными.

Слайд 12

т.е. потенциал равен потенциальной энергии единичного точечного заряда в данной точке

поля. Единицей измерения потенциала является Вольт [В].

Слайд 13

Для потенциала также, как и для напряженности, справедлив принцип суперпозиции: потенциал

системы зарядов равен алгебраической сумме потенциалов отдельных зарядов:

Потенциал поля непрерывно распределенного заряда (рис.6 ):

Слайд 14

Элементарная работа dA электрического поля:
Тогда работа электрического поля по переносу пробного

заряда из точки 1 в точку 2 :

Т.к. электростатическое поле потенциально, то эта работа равна разности потенц. энергий пробного заряда в этом эл. поле:

Получаем связь разности потенциалов и напряженности эл. поля:

Слайд 15

Теперь получим обратное соотношение. Для этого запишем полученное соотношение в дифференциальной

форме:

Для того чтобы из этой формулы определить проекцию напряженности эл. поля, например, по оси x, необходимо считать остальные переменные постоянными величинами.
В математике такая производная называется частной:

Слайд 16

Эквипотенциальные поверхности
Эквипотенциальные поверхности проводят так, чтобы разность потенциалов между двумя соседними

поверхностями была одна и та же. Там, где потенциал поля больше, эквипотенциальные поверхности расположены гуще.

Слайд 17

Слайд 18

Энергия взаимодействия системы электрических зарядов
Потенциальная энергия двух зарядов q1 и q2

может быть представлена в форме:

Энергия системы из N зарядов (q1, q2, …qN) определяется как сумма энергий взаимодействия зарядов, взятых попарно:

Тогда формула для потенциальной энергии системы зарядов:

Здесь все индексы i и k пробегают значения от 1 до N, значения i = k не принимаются во внимание.

Слайд 19

Это выражение можно переписать в виде:
есть потенциал, создаваемый всеми зарядами, кроме

qi, в точке, где помещен заряд qi.

Выражение для потенциальной энергии системы электрических зарядов можно записать также в виде:

Слайд 20

Густота силовых линий находится по правилу:
число силовых линий, перпендикулярно пронизывающих

поверхность единичной площади, должно равняться
(или быть пропорциональным) модулю вектора напряженности поля в данном месте, т.е.

Слайд 21

В произвольном эл. поле:
Полное число силовых линий, проходящих через поверхность S

называется потоком вектора напряженности ФЕ через эту поверхность.

Т.е. в однородном поле:

Поток вектора напряженности через произвольную элемент. площадку dS будет равен:

Слайд 22

Теорема Гаусса и ее применение к расчету электрических полей
Для вычисления напряженности

эл. полей, обладающих симметрией, применяется теорема Гаусса.

Слайд 23

Окружим заряд q сферой S1.
Центр сферы совпадает с центром заряда.
Радиус сферы

S1 равен R1

В каждой точке поверхности S1 проекция Еn на направление внешней нормали одинакова и равна:

Тогда поток через S1:

Слайд 24

Поток через сферу S2, имеющую радиус R2:
– теорема Гаусса
для одного

заряда.

Слайд 25

Для любого числа произвольно расположенных зарядов, находящихся внутри поверхности:
– теорема Гаусса
для

системы зарядов
(в интегральной форме).

Поток вектора напряженности электрического поля через замкнутую поверхность в вакууме равен алгебраической сумме всех зарядов, расположенных внутри поверхности, деленной на ε0.

Слайд 26

Полный поток проходящий через S3, не охватывающую заряд q, равен нулю:

Слайд 27

Суммарный заряд объема dV можно записать:
– это ещё одна форма записи

теоремы Гаусса, если заряд неравномерно распределен по объему.

Тогда можно получить:

Электрический заряд. Закон Кулона

Содержание

Электрический заряд частицы является одной из основных, первичных ее характеристик. Ему

Точечным зарядом является заряженное тело, геометрическими размерами которого в данных условиях

- это векторная величина, равная силе, с которой поле действует на

Напряженность поля выражается в вольтах на метр (В/м). Принцип суперпозиции. Напряженность поля

Принцип суперпозиции электрических полей:

Геометрическое описание электрического поля

Работа сил электростатического поля. Потенциал На электрический заряд со стороны электростатического поля

Полная работа:Вывод: Работа по перемещению заряда в эл. поле не зависит

т.е. потенциал равен потенциальной энергии единичного точечного заряда в данной точке

Для потенциала также, как и для напряженности, справедлив принцип суперпозиции: потенциал

Элементарная работа dA электрического поля:Тогда работа электрического поля по переносу пробного

Теперь получим обратное соотношение. Для этого запишем полученное соотношение в дифференциальной

Эквипотенциальные поверхностиЭквипотенциальные поверхности проводят так, чтобы разность потенциалов между двумя соседними

Энергия взаимодействия системы электрических зарядовПотенциальная энергия двух зарядов q1 и q2

Это выражение можно переписать в виде:есть потенциал, создаваемый всеми зарядами, кроме

Густота силовых линий находится по правилу:число силовых линий, перпендикулярно пронизывающих

В произвольном эл. поле: Полное число силовых линий, проходящих через поверхность S

Теорема Гаусса и ее применение к расчету электрических полей Для вычисления напряженности

Окружим заряд q сферой S1.Центр сферы совпадает с центром заряда.Радиус сферы

Поток через сферу S2, имеющую радиус R2:– теорема Гауссадля одного

Для любого числа произвольно расположенных зарядов, находящихся внутри поверхности:– теорема Гауссадля