![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Тема 1. Вопрос 1.
- •Тема 1. Вопрос 2.
- •Тема 1. Вопрос 3.
- •Тема 1. Вопрос 4.
- •Тема 1. Вопрос 5.
- •Тема 1. Вопрос 6.
- •Тема 2. Вопрос 1.
- •Тема 2. Вопрос 2.
- •Тема 2. Вопрос 3.
- •Тема 2. Вопрос 4.
- •Тема 3. Вопрос 1.
- •1) Точечный заряд.
- •Тема 3. Вопрос 2.
- •Тема 3. Вопрос 3.
- •Тема 3. Вопрос 4.
- •Тема 4. Вопрос 1.
- •Тема 4. Вопрос 2.
- •Тема 4. Вопрос 3.
- •Тема 5. Вопрос 1.
- •Тема 5. Вопрос 2.
- •Тема 5. Вопрос 3.
- •Тема 5. Вопрос 4.
- •Тема 5. Вопрос 5.
- •Тема 6. Вопрос 1.
- •Тема 6. Вопрос 2.
- •Тема 6. Вопрос 3.
- •Тема 6. Вопрос 4.
- •Тема 6. Вопрос 5.
- •Часть 1.
- •Тема 6. Вопрос 5.
- •Часть 2.
- •Тема 7. Вопрос 1.
- •2) Система n точечных дискретных зарядов.
- •Тема 7. Вопрос 2.
- •3) Заряженный проводник.
- •4) Заряженный конденсатор.
- •Тема 7. Вопрос 3.
- •Тема 8. Вопрос 1.
- •Тема 8. Часть 1. Вопрос 1.
- •Тема 8. Часть 2. Вопрос 1.
- •Тема 8. Вопрос 3.
- •Часть 1.
- •Тема 8. Вопрос 3.
- •Часть 2.
- •Тема 8. Вопрос 4.
- •Тема 8. Вопрос 5.
- •Тема 9. Вопрос 1.
- •Часть 1.
- •Тема 9. Вопрос 1.
- •Часть 2.
- •Тема 9. Вопрос 2.
- •Тема 9. Вопрос 3.
- •Тема 9. Вопрос 4.
- •1)Магнитное поле прямого проводника конечной длины.
- •2)Магнитное поле прямого бесконечно длинного проводника.
- •Тема 9. Вопрос 5.
- •3)Магнитное поле на оси кругового тока.
- •4) Магнитное поле в центре кругового тока
- •Тема 9. Вопрос 6.
- •1) Прямой бесконечный проводник с током.
- •Тема 9. Вопрос 7.
- •2) Индукция магнитного поля внутри длинного соленоида.
- •Тема 9. Вопрос 8.
- •Тема 10. Вопрос 1.
- •Тема 10. Вопрос 2.
- •Тема 10. Вопрос 3.
- •Тема 10. Вопрос 4.
- •1) Однородное поле.
- •2) Неоднородное поле.
- •Тема 10. Вопрос 5.
- •Тема 11. Вопрос 1.
- •Тема 11. Вопрос 2.
- •Тема 11. Вопрос 3.
- •Тема 11. Вопрос 4.
- •Тема 12. Вопрос 1.
- •Тема 13. Вопрос 1.
- •Тема 13. Вопрос 2.
- •Тема 13. Вопрос 3.
- •Тема 13. Вопрос 4.
- •Тема 14. Вопрос 1.
- •Тема 14. Вопрос 2.
- •Тема 14. Вопрос 3.
- •Тема 15. Вопрос 1.
- •Тема 15. Вопрос 2.
- •Тема 15. Вопрос 3.
- •Тема 15. Вопрос 4.
- •Тема 15. Вопрос 5.
- •Тема 15. Вопрос 6.
- •Тема 16. Вопрос 1.
- •Часть 1.
- •Тема 16. Вопрос 1.
- •Часть 2.
- •Тема 16. Вопрос 2.
- •Тема 17. Вопрос 1.
- •Тема 17. Вопрос 2.
- •Тема 18. Вопрос 1.
- •Тема 18. Вопрос 2.
- •Тема 18. Вопрос 3.
Тема 1. Вопрос 4.
Работа консервативных (потенциальных) сил равна убыли потенциальной энергии тела. Следовательно, можно ввести еще одну характеристику электростатического поля – потенциал .
(В = Дж/Кл) |
потенциал (скаляр) – энергетическая характеристика электростатического поля по смыслу это: 1) потенциальная энергия, которой обладает единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля или 2) работа, которую надо совершить, чтобы перенести единичный положительный заряд из данной точки 1 в бесконечность (). |
|
разность потенциалов – это работа, которую надо совершить, чтобы переместить единичный положительный заряд из точки 1 в точку 2 |
Найдем связь между напряженностью и потенциалом.
|
работа в потенциальном (консервативном) поле равна убыли потенциальной энергии |
|
|
выразим элементарную работу через напряженность и разность потенциалов; сократим на q, обозначим проекцию вектора Е на направление х как Ех, получим: |
|
|
связь между Е и в дифференциальной форме для одномерного случая, когда потенциал зависит только от координаты х (х) |
|
В трехмерном случае, когда потенциал является функцией (х,y,z), запишем формулы для каждой проекции и, объединяя их в одно выражение, найдем (учитывая, что Е вектор): |
|
(«набла»)
другое обозначение градиента
|
Напряженность электростатического поля равна градиенту потенциала, взятому с обратным знаком. |
Градиент – это вектор, показывающий направление наибольшего роста скалярной функции (в нашем случае - потенциала). В одномерном случае градиент напряженности d / dx приобретает простой физический смысл: он показывает, на сколько изменяется потенциал на единице длины.
«» в правой части формул означает, что вектор напряженности Е всегда направлен в сторону убывания потенциала.
Из приведенных выражений, зная (х,y,z), можно, дифференцируя, найти напряженность поля. Производя обратную операцию – интегрирование, можно при известной напряженности найти потенциал. Рассмотрим случай зависимости
Е и только от одной переменной х. Из формулы находим:
|
Связь разности потенциалов с напряженностью в интегральной форме для одномерного случая, когда Е(х) |
Тема 1. Вопрос 5.
Графическое изображение электростатического поля.
Электростатическое поле удобно изображать графически с помощью силовых линий и эквипотенциальных поверхностей.
С
иловая
линия – это
линия, в каждой точке которой касательная
совпадает с направлением вектора
напряженности (см. рис.). Силовым линиям
придают направление стрелкой. Свойства
силовых линий:
1) Силовые линии непрерывны. Они имеют начало и конец – начинаются на положительных и заканчиваются на отрицательных зарядах.
2) Силовые линии не могут пересекаться друг с другом, т.к. напряженность – это сила, а две силы в данной точке от одного заряда не могут быть.
3) Силовые линии проводят так, чтобы их количество через единичную перпендикулярную площадку было пропорционально величине напряженности.
4) Силовые линии «выходят» и «входят» всегда перпендикулярно поверхности тела.
5) Силовую линию не следует путать с траекторией движущегося заряда. Касательная к траектории совпадает с направлением скорости, а касательная к силовой линии – с силой и, следовательно, с ускорением.
Эквипотенциальной поверхностью называют поверхность, в каждой точке которой потенциал имеет одинаковое значение = const.
Силовые линии всегда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям. Докажем это. Пусть вдоль эквипотенциальной поверхности перемещается точечный заряд q. Элементарная работа, совершаемая при этом равна dA=qEcosdl = qd = 0, т.к. d = 0. Поскольку q ,E и dl 0, следовательно
cos = 0 и = 90о .
|
На рисунке изображено электростатическое поле двух одинаковых точечных зарядов. Линии со стрелками – это силовые линии, замкнутые кривые – эквипотенциальные поверхности. В центре осевой линии, соединяющей заряды напряженность равна 0. На очень большом расстоянии от зарядов эквипотенциальные поверхности становятся сферическими. . |
|
На этом рисунке показано однородное поле – это поле, в каждой точке которого вектор напряженности остается постоянным по величине и направлению Эквипотенциальные поверхности – это плоскости, перпендикулярные силовым линиям. Вектор напряженности всегда направлен в сторону убывания потенциала. |