Билет №38 Электрическое поле
М. Фарадей дал факту взаимодействия электрических зарядов следующее объяснение: вокруг каждого электрического заряда всегда существует электрическое поле. Электрическое поле – материальный объект, непрерывный в пространстве и способный действовать на другие электрические заряды.
Н
E =
E
– напряжённость;
E
=
;
[E]
- 
Напряжённость – это силовая характеристика электрического поля. Это векторная величина. Напряжённость направлена так же, как и сила, действующая на положительный заряд. Напряжённость числено равна силе, действующей на единицу положительного заряда.
Для модуля вектора напряжённости получим:
E
= 
Заряд Q называется обычно источником поля, заряд q – пробным зарядом.
Напряжённость электрического поля точечного заряда пряма пропорциональна модулю заряда источника поля и обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника до данной точки поля.
Если на электрический заряд действуют сразу электрические поля нескольких источников, то результирующая сила оказывается равной геометрической сумме сил, действующих со стороны каждого поля в отдельности. Это свойство электрических полей означает, что они подчиняются принципу суперпозиции.
E = E1 +
E2
+…+En
Линии напряжённости электрического поля
Линия напряжённости электрического поля – это линия, касательная к которой в каждой точке направлена вдоль вектора напряжённости.
Линии напряжённости начинаются на положительных зарядах и кончаются на отрицательных. Они могут так же уходить в бесконечность от положительных зарядов и приходить из бесконечности к отрицательным.
Однородное электрическое поле
Однородное электрическое поле – это электрическое поле, в котором напряжённость одинакова по модулю и направлению в любой точке пространства.
Билет№ 39Для того, что бы вывести теорему Гауса необходимо знать: что такое поток вектора напряженности и что такое телесный угол.
П
отоком
вектора напряженности через площадь
S
называется: физическая величина равная
произведению вектора напряженности
на площадь пересекаемую электростатическим
полем и на cos
угла между нормалью площади
(перпендикуляром) и вектором напряженности.
y
ф=E*S*cosα [В*м]
Ф – поток вектора напряженности
E – напряженность
S – площадь, пересекаемая полем
В теореме Гауса будем рассматривать площадь состоящую из маленьких площадей, тогда ΔФ=Е*ΔS*cosα
Телесный угол - это отношение шарового сегмента
Ω - мера телесного
угла 
Ω-стерадиан [ср]
ср
По этому? полный
телесный 
ср
П
усть
заряд +q
окружен сферой радиусом r.
Наша задача найти поток вектора
напряженности пересекающую эту сферу.
n- нормаль к поверхности, совпадает с направлением радиуса. Найдем элементарный поток вектора напряженности через ΔS
ΔФ=Е*ΔS*cosα
Т,к Вектор Е и вектор n равен 0, поэтому cosα=1
ΔФ=Е*ΔS
=
; 
=> 
; 
Найдем поток вектора напряженности через всю сферу, зная что полный угол =4π
Ф=
=> Ф=
Теорема: поток
вектора напряженности через произвольную
замкнутую поверхность = алгебраической
сумме зарядов расположенных внутри и
деленный на электрический поток ℇ0.
Если заряд вынесен за произвольную замкнутую поверхность, то поток вектора напряженности будет равен 0.
Ф=Ф1+Ф2=E*S1*cosα+E*S2*cosα2=
Вывод: если заряд расположен в незамкнутой поверхности, то поток вектора напряженности через ее поверхность = 0.
Теорема Гауса нужна для того, что бы вывести формулы напряженности разных полей.
Билет№40 Работа сил электрического поля
Электростатическое поле обладает важным свойством: Работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда.
Аналогичным свойством обладает и гравитационное поле, и в этом нет ничего удивительного, так как гравитационные и кулоновские силы описываются одинаковыми соотношениями. Следствием независимости работы от формы траектории является следующее утверждение:Работа сил электростатического поля при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю. Силовые поля, обладающие этим свойством, называют потенциальными или консервативными. На рис. 4.4.2 изображены силовые линии кулоновского поля точечного заряда Q и две различные траектории перемещения пробного заряда q из начальной точки (1) в конечную точку (2). На одной из траекторий выделено малое перемещение Работа ΔA кулоновских сил на этом перемещении равна
|
Таким образом, работа на малом перемещении зависит только от расстояния r между зарядами и его изменения Δr. Если это выражение проинтегрировать на интервале от r = r1 до r = r2, то можно получить
|
Билет №41 Потенциал электрического поля.
I. Работа в однородном поле.
a)
б)
Работа не зависит от формы пут
в)
Работа по замкнутому контуру равна 0.
Поля, в которых работа не зависит от формы пути, называются потенциальными.
Электростатическое поле – это поле потенциальное.
II. Работа в неоднородном поле.
III. W – потенциальная энергия двух зарядов.
-Дж
IV. Потенциал – энергетическая характеристика электромагнитного поля. Это скалярная величина. Может быть положительным или отрицательным.
Потенциал убывает в направлении напряжённости.
Эквипотенциальные поверхности – поверхности, где потенциал одинаковый.
V. Потенциал шара.
а
)
Внутри шара. 
б)
Вне шара. 
Билет№42 Проводи и диэлектрики в электрическом поле
Проводниками- называется такие материалы, в которых есть свободные носители электрических зарядов.
Внутри проводника помещенного в электрическое поле, электрическое поле отсутствует.
E=E0/E –диэлектрическая проницаемость.
В электрическом поле происходит поляризация диэлектрика
Билет №43 Электростатическая емкость. Конденсаторы.
Электрической емкостью называется физическая величина равная отношению заряда и разности потенциалов.
[С] = 
1мкФ=
Ф
1нФ=
Ф
1пФ=
Ф
Емкость плоского конденсатора.
S-площадь пластины
d-расстояние между конденсаторами
+
= 
E=
U=Ed=
=
Электрическая емкость зависит от геометрических размеров конденсатора.
Последовательное соединение
Параллельное соединение
,
Билет№ 44Энергия электрического заряда.
Среднее
значение разности потенциалов в процессе
разрядки равно: 
=
A=q
ср=
A=W=
C=
W=
U=
W=
- плотность энергии эл. поля
=
V=Sd
W=
=
W=
=
-