Электрическое поле. Напряженность

Июль 27, 2022

Главная
Физика
Электрическое поле. Напряженность

Содержание

2. Электромагнитное поле Электромагнитное поле – особый вид материи, посредством которого осуществляется взаимодействие заряженных частиц. Это означает,
3. Источники электромагнитного поля
4. Действие электромагнитного поля на заряды
5. Пробный заряд Для определения характеристик электромагнитного поля используется понятие пробного заряда, внесение которого в исследуемое поле
6. Напряженность электрического поля Напряженность электрического поля E – векторная физическая величина, определяемая силой, действующей на единичный
7. Напряженность электрического поля точечного заряда Напряженность электростатического поля точечного заряда q в вакууме в скалярной и
8. Напряженность электрического поля точечного заряда Направление вектора E совпадает с направлением вектора силы F, действующей на
9. Принцип суперпозиции электрических полей Принцип суперпозиции электрических полей: напряженность результирующего поля, создаваемого системой зарядов равна векторной
10. Напряженность электрического поля системы точечных зарядов Из принципа суперпозиции электрических полей следует, что напряженность электростатического поля
11. Силовые линии электрического поля Графически электростатическое поле изображают с помощью линий напряженности (силовых линий) – линий,
12. Свойства силовых линий электрического поля 1. Силовые линии указывают направление напряженности электрического поля: в любой точке
13. Силовые линии электрического поля точечного заряда
14. Силовые линии электрического поля Силовые линии электрического поля системы из 2-х равных по модулю и противоположных
15. 1.3 Консервативное электрическое поле
16. Консервативное электрическое поле Как и любое центральное поле, электростатическое поле является консервативным (потенциальным). Это означает, что
17. Потенциальная энергия заряда В потенциальном поле тела обладают потенциальной энергией и работа консервативных сил совершает за
18. Потенциальная энергия заряда Таким образом, потенциальная энергия Π заряда q0 во внешнем электростатическим поле точечного заряда
19. Потенциальная энергия заряда q0 в электрическом поле системы точечных зарядов Если поле создается системой N точечных
20. 1.4 Потенциал электрического поля
21. Потенциал электростатического поля Потенциалом ϕ электростатического поля в данной точке пространства называется скалярная физическая величина, численно
22. Потенциал электростатического поля Из приведенного примера видно, что отношение Π/q0 не зависит от выбора пробного заряда,
23. Разность потенциалов Работа A12, совершаемая силами электрического поля при перемещении заряда q0 из точки 1 в
24. Разность потенциалов Разность потенциалов Δϕ двух точек 1 и 2 электростатического поля определяется работой, совершаемой силами
25. Еще одно определение потенциала Если перемещать заряд q0 из произвольной точки поля за пределы поля (на
26. Свойства потенциала 2. Работа сил поля по перемещению единичного положительного заряда из произвольного начального положения 1
27. Свойства потенциала 3. Потенциал ϕ электростатического поля определен с точностью до аддитивной постоянной величины. Это означает,
28. Принцип суперпозиции потенциалов Принцип суперпозиции потенциалов электростатических полей: если электрическое поле создано несколькими зарядами, то потенциал
29. Потенциал системы неподвижных точечных зарядов Например, потенциал ϕ точки электрического поля, созданного системой N точечных зарядов
30. Эквипотенциальные поверхности Линии напряженности всегда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям. Работа Aед по перемещению единичного положительного заряда вдоль
32. Скачать презентацию

Слайд 2

Электромагнитное поле
Электромагнитное поле – особый вид материи, посредством которого осуществляется взаимодействие

заряженных частиц. Это означает, что:
заряженные частицы создают в окружающем пространстве электромагнитное поле;
на заряженную частицу действует электромагнитное поле, существующее в данной точке пространства и в данный момент времени.
Поле, создаваемое точечным источником, пропорционально его заряду; воздействие поля на заряженную частицу пропорционально заряду этой частицы.

Слайд 3

Источники электромагнитного поля

Слайд 4

Действие электромагнитного поля на заряды

Слайд 5

Пробный заряд
Для определения характеристик электромагнитного поля используется понятие пробного заряда, внесение

которого в исследуемое поле его не искажает (т.е. не приводит к смещению источников поля). Для этого величина пробного заряда должна быть достаточно малой.
Сила, действующая на неподвижный пробный заряд q0, пропорциональна его величине и определяется только электрическим полем:

Слайд 6

Напряженность электрического поля
Напряженность электрического поля E – векторная физическая величина, определяемая

силой, действующей на единичный положительный заряд q0, помещенный в данную точку поля:
Единица напряженности электростатического поля – вольт на метр (В/м), или ньютон на кулон (Н/Кл).

Слайд 7

Напряженность электрического поля точечного заряда
Напряженность электростатического поля точечного заряда q в

вакууме в скалярной и векторной формах соответственно:
Здесь r – радиус-вектор, проведенный в данную точку поля из заряда q, создающего поле; r – расстояние между зарядом q и точкой, в которой определяется вектор E.

;

Слайд 8

Напряженность электрического поля точечного заряда
Направление вектора E совпадает с направлением вектора

силы F, действующей на положительный заряд.
Если поле создано положительным зарядом, то вектор E направлен вдоль радиуса-вектора r от заряда q во внешнее пространство (отталкивание пробного положительного заряда q0).
Если поле создается отрицательным зарядом, то вектор E направлен к заряду (притяжение пробного положительного заряда q0).

Слайд 9

Принцип суперпозиции электрических полей
Принцип суперпозиции электрических полей: напряженность результирующего поля, создаваемого

системой зарядов равна векторной сумме напряженностей полей, создаваемых каждым из зарядов в отдельности:

Слайд 10

Напряженность электрического поля системы точечных зарядов
Из принципа суперпозиции электрических полей следует,

что напряженность электростатического поля системы точечных зарядов q1, q2, …, qi, …, qN:
где Ei – напряженность электрического поля, создаваемая зарядом qi в точке с радиусом-вектором ri, проведенным из заряда qi; ri – расстояние между зарядом qi и точкой пространства, в которой вычисляется напряженность Ei поля.

Слайд 11

Силовые линии электрического поля
Графически электростатическое поле изображают с помощью линий напряженности

(силовых линий) – линий, касательная к которым в каждой точке совпадает с направлением вектора E.
Линиям напряженности приписывается направление, совпадающее с направлением вектора E.
Густота этих линий пропорциональная модулю E вектора напряженности.
Так как в данной точке пространства вектор E имеет лишь одно направление, то линии вектора напряженности никогда не пересекаются.

Слайд 12

Свойства силовых линий электрического поля
1. Силовые линии указывают направление напряженности электрического

поля: в любой точке вектор напряженности E электрического поля направлена по касательной к силовой линии.
2. Силовые линии проводятся так, чтобы модуль вектора напряженности электрического поля Е был пропорционален числу линий, проходящих через единичную площадку, перпендикулярную линиям.
3. Силовые линии начинаются только на положительных зарядах и заканчиваются только на отрицательных зарядах; число линий, выходящих из заряда или входящих в него, пропорционально величине заряда.

Слайд 13

Силовые линии электрического поля точечного заряда

Слайд 14

Силовые линии электрического поля
Силовые линии электрического поля системы из 2-х равных

по модулю и противоположных по знаку точечных зарядов.
Силовые линии электрического поля системы из 2-х равных по модулю и одинаковых по знаку точечных зарядов.

Слайд 15

1.3 Консервативное электрическое поле

Слайд 16

Консервативное электрическое поле
Как и любое центральное поле, электростатическое поле является консервативным

(потенциальным).
Это означает, что работа сил поля при перемещении пробного заряда из точки 1 в точку 2 не зависит от вида траектории и характера движения заряда.

Слайд 17

Потенциальная энергия заряда
В потенциальном поле тела обладают потенциальной энергией и работа

консервативных сил совершает за счет убыли потенциальной энергии тел.
Работу консервативной силы Кулона при перемещении точечного заряда q0 из точки 1 в точку 2 можно представить в виде разности потенциальных энергий заряда q0 в начальной и конечной точках: δA = –dΠ (для элементарного перемещения),
С другой стороны, известно, что

Слайд 18

Потенциальная энергия заряда
Таким образом, потенциальная энергия Π заряда q0 во внешнем

электростатическим поле точечного заряда q равна
Считая, что при удалении заряда q0 на бесконечность потенциальная энергия Π обращается в ноль, получаем:
const = 0, т.е.
Для одноименных зарядов, что соответствует отталкиванию, Π > 0 (если q0q > 0), для разноименных зарядов (притяжение) (q0q < 0) Π < 0.

Слайд 19

Потенциальная энергия заряда q0 в электрическом поле системы точечных зарядов
Если поле

создается системой N точечных зарядов, то потенциальная энергия заряда q0, находящегося в этом поле, равна сумме его потенциальных энергий, создаваемых каждым из зарядов системы в отдельности в той точке пространства, где находится заряд q0:
Здесь ri – расстояние между зарядом qi системы и зарядом q0.

Слайд 20

1.4 Потенциал электрического поля

Слайд 21

Потенциал электростатического поля
Потенциалом ϕ электростатического поля в данной точке пространства называется

скалярная физическая величина, численно равная потенциальной энергии Π единичного пробного заряда q0, помещенного в данную точку поля:
Например, потенциал ϕ поля, созданного точечным зарядом q в вакууме на расстоянии r от него, равен

Слайд 22

Потенциал электростатического поля
Из приведенного примера видно, что отношение Π/q0 не зависит

от выбора пробного заряда, а характеризуется только зарядом, создающим поле.
Таким образом, потенциал ϕ является скалярной (энергетической) характеристикой электростатического поля (напряженность E – векторная (силовая) характеристика поля).
Единица потенциала – вольт (В).
Один вольт (1 В) есть потенциал такой точки поля, в которой заряд в 1 Кл обладает потенциальной энергией 1 Дж (1 В = 1Дж/Кл).

Слайд 23

Разность потенциалов
Работа A12, совершаемая силами электрического поля при перемещении заряда q0

из точки 1 в точку 2 может быть представлена как
т.е. она равна произведению перемещаемого заряда q0 на разность потенциалов Δϕ в начальной и конечной точках.

Слайд 24

Разность потенциалов
Разность потенциалов Δϕ двух точек 1 и 2 электростатического поля

определяется работой, совершаемой силами поля, при перемещении единичного положительного заряда из точки 1 в точку 2:

Слайд 25

Еще одно определение потенциала
Если перемещать заряд q0 из произвольной точки поля

за пределы поля (на бесконечность), где потенциальная энергия Π = 0, а значит и потенциал ϕ = Π/q0 = 0, то работа сил электростатического поля
откуда
Потенциал ϕ данной точки поля – физическая величина, определяемая работой сил электростатического поля по перемещению единичного положительного заряда из данной точки в бесконечность.

Слайд 26

Свойства потенциала
2. Работа сил поля по перемещению единичного положительного заряда из

произвольного начального положения 1 в произвольное конечное положение 2, равна убыли потенциала:
Если при этом точки 1 и 2 расположены достаточно близко друг от друга, то напряженность E электрического поля можно считать приблизительно одинаковой между точками 1 и 2 и тогда

Слайд 27

Свойства потенциала
3. Потенциал ϕ электростатического поля определен с точностью до аддитивной

постоянной величины.
Это означает, что при замене точки O – начала отсчета потенциала, на некоторую другую точку O′ потенциал ϕ во всех точках пространства изменится на одну и ту же величину C, равную работе сил поля при перемещении единичного положительного заряда из точки O в точку O′:

Слайд 28

Принцип суперпозиции потенциалов
Принцип суперпозиции потенциалов электростатических полей: если электрическое поле создано

несколькими зарядами, то потенциал электрического поля системы зарядов равен алгебраической сумме потенциалов электрических полей всех этих зарядов:

Слайд 29

Потенциал системы неподвижных точечных зарядов
Например, потенциал ϕ точки электрического поля, созданного

системой N точечных зарядов q1, q2, …, qi, …, qN равен:
Здесь ri – расстояние от данной точки поля до заряда qi системы.

Слайд 30

Эквипотенциальные поверхности
Линии напряженности всегда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям.
Работа Aед по перемещению единичного

положительного заряда вдоль эквипотенциальной поверхности:
А так как E, dl ≠ 0, то их скалярное произведение равно нулю только тогда, когда E⊥dl.

Электрическое поле. Напряженность

Содержание

Электромагнитное полеЭлектромагнитное поле – особый вид материи, посредством которого осуществляется взаимодействие

Источники электромагнитного поля

Действие электромагнитного поля на заряды

Пробный зарядДля определения характеристик электромагнитного поля используется понятие пробного заряда, внесение

Напряженность электрического поляНапряженность электрического поля E – векторная физическая величина, определяемая

Напряженность электрического поля точечного зарядаНапряженность электростатического поля точечного заряда q в

Напряженность электрического поля точечного зарядаНаправление вектора E совпадает с направлением вектора

Принцип суперпозиции электрических полейПринцип суперпозиции электрических полей: напряженность результирующего поля, создаваемого

Напряженность электрического поля системы точечных зарядовИз принципа суперпозиции электрических полей следует,

Силовые линии электрического поляГрафически электростатическое поле изображают с помощью линий напряженности

Свойства силовых линий электрического поля1. Силовые линии указывают направление напряженности электрического

Силовые линии электрического поля точечного заряда

Силовые линии электрического поляСиловые линии электрического поля системы из 2-х равных

1.3 Консервативное электрическое поле

Консервативное электрическое полеКак и любое центральное поле, электростатическое поле является консервативным

Потенциальная энергия зарядаВ потенциальном поле тела обладают потенциальной энергией и работа

Потенциальная энергия зарядаТаким образом, потенциальная энергия Π заряда q0 во внешнем

Потенциальная энергия заряда q0 в электрическом поле системы точечных зарядовЕсли поле

1.4 Потенциал электрического поля

Потенциал электростатического поляПотенциалом ϕ электростатического поля в данной точке пространства называется

Потенциал электростатического поляИз приведенного примера видно, что отношение Π/q0 не зависит

Разность потенциаловРабота A12, совершаемая силами электрического поля при перемещении заряда q0

Разность потенциаловРазность потенциалов Δϕ двух точек 1 и 2 электростатического поля

Еще одно определение потенциалаЕсли перемещать заряд q0 из произвольной точки поля

Свойства потенциала2. Работа сил поля по перемещению единичного положительного заряда из

Свойства потенциала3. Потенциал ϕ электростатического поля определен с точностью до аддитивной

Принцип суперпозиции потенциаловПринцип суперпозиции потенциалов электростатических полей: если электрическое поле создано

Потенциал системы неподвижных точечных зарядовНапример, потенциал ϕ точки электрического поля, созданного

Эквипотенциальные поверхностиЛинии напряженности всегда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям.Работа Aед по перемещению единичного

Похожие презентации