ЭЛЕКТРОСТАТИКА

№1

Электрический заряд. Свойства электрического заряда. Закон Кулона.

Из повседневной жизни мы хорошо знаем, что многие предметы после натирания начинают притягивать к себе соринки, бумажки, волосы и т. д. Такое притяжение к натертым предметам обусловлено находящимися на них электрическими зарядами, поэтому такие тела называют-наэлектризованными. Электрический заряд (q) -величина, определяющая интенсивность электромагнитного взаимодействия заряженных частиц; источник электромагнитного поля. Электрические заряды бывают двух видов: положительные и отрицательные. Одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются (рисунок)

Силу взаимодействия электрических зарядов можно измерить при помощи

крутильных весов. Определив силу взаимодействия для двух данных зарядов,

изменяют расстояние между шариками. Оказывается, что с увеличением

расстояния в два, в три, в четыре раза сила взаимодействия уменьшается

в четыре, в девять, в шестнадцать раз, т. е. изменяется обратно

пропорционально квадрату расстояния. Величину зарядов можно изменять следующим образом. Если коснуться одного из заряженных шариков, например В, точно таким же третьим незаряженным шариком, то заряд q распределится между ними поровну и на шарике В останется заряд ql2. Такое деление можно продолжать. Если таким образом уменьшать величину заряда одного из шариков в два, в четыре раза, то при неизменном расстоянии между шариками Л и В во столько же раз уменьшится сила взаимодействия зарядов. Следовательно, сила взаимодействия изменяется прямо пропорционально величине заряда каждого из шариков.

Все эти выводы верны, если размеры тел, на которых находятся заряды, малы по сравнению с расстоянием между телами. Такие заряды называют точечными.

Подобные опыты в 1785 г. выполнил французский физик Ш. Кулон. Он установил закон, который носит теперь его имя — закон Кулона: сила взаимодействия двух точечных зарядов прямо пропорциональна произведению их величин, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды:

F=Kq1q2/r²

Здесь г — расстояние между зарядами, а К — коэффициент пропорциональности. Напомним, что сила F является силой притяжения, если знаки зарядов разные, и силой отталкивания, если знаки зарядов одинаковые.

Закон Кулона для взаимодействия точечных зарядов(q1) Q1 и (q2) Q2, находящихся на расстоянии г друг от друга в вакууме,

записывается в форме:F = k

№2

Электрическое поле. Графическое изображение эп – линии напряжённости. Однородное электрическое поле.

Сигналы о далеких событиях мы всегда получаем с помощью промежуточной среды. Например, телефонная связь осуществляется с помощью электрических проводов, передача речи на расстояние происходит с помощью звуковых волн, распространяющихся в воздухе. Поле, передающее воздействие одного неподвижного электрического заряда на другой неподвижный заряд в соответствии с законом Кулона, называется электростатическим или электрическим полем. Чтобы изобразить электрическое поле в пространстве, окружающем заряд q, можно воспользоваться векторами напряженности . Такой способ изображения требует много времени и не всегда удобен. Фарадей предложил изображать поле силовыми линиями, которые в дальнейшем мы будем называть линиями напряженности. Рис.15.4

Электрическое поле, векторы напряженности которого одинаковы во всех точках, называется однородным.

Линией напряженности называется такая линия, в каждой точке которой вектор напряженности поля направлен по касательной. Графически изображая поле, следует помнить, что линии напряженности электрического поля:

1)нигде не пересекаются друг с другом;

2)имеют начало на положительном заряде (или в бесконечности) и конец на отрицательном (или в бесконечности), т. е. являются незамкнутыми линиями;

3) между зарядами нигде не прерываются.

Картина поля, изображенная линиями напряженности, будет наглядней, если условиться чертить эти линии гуще там, где напряженность поля больше. Итак, плотность линий напряженности должна быть пропорциональна Е. При расчетах условно считают, что через единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно линиям напряженности, проходит количество линий, которое численно равно Е в том месте, где находится эта поверхность.

№3