Электрическое поле

Если заряженные тела взаимодействуют, то ясно, что должна суще­ствовать материальная субстанция, посредством которой осуществляет­ся взаимодействие. Однако опыт показывает, что заряженные тела взаи­модействуют даже в том случае, когда находятся в пустоте, т. е. в пространстве, где нет материи в виде привычного вещества, состоящего из атомов и элементарных частиц.

Следовательно, взаимодействие электрически заряженных тел осу­ществляется посредством материи особого вида, отличного от обычного вещества. Этот особый вид материи, принято называть электрическим полем. Электрическое поле возникает вместе с образованием заряда и распространяется в вакууме со скоростью, близкой к 3 • 10⁸ м/с.

Итак, взаимодействие зарядов осуществляется через посредство электрического поля. Это означает, что непосредственно каждый из за­рядов взаимодействует с полем, созданным другими зарядами, и можно говорить просто о воздействии электрического поля на заряженное тело. Сила, с которой поле воздействует на заряженное поле, зависит от величины заряда тела и положения этого тела в пространстве, занятом полем (координат тела).

Карточка 1.3 (182)

Электрическое поле

Могут ли тела взаимодействовать в абсолютной пустоте?) (Справедлив ли принцип дальнодействия?)	Могут	8
	Не могут	13
	Такое взаимодействие было бы чудом	28
Как реализуется воздействие элек­трически заряженных тел друг на друга?	За счет радиации	33
	За счет гравитации	44
	За счет материи особого вида	49
Два заряда взаимодействуют. Один из зарядов изменился. Сразу ли изменится сила взаимодействия между зарядами?	Да, сразу	64
	Нет, не сразу, а по истечении некото­рого времени	68
Укажите скорость распростране­ния электрического поля	300 ООО км/с	77
	300 000 км/ч	87
	300 000 000 км/с	102
	3 ■ 108 км/с	111
Зависят ли электрические силы от координат тела?	Зависят	115
	Не зависят	126

Напряженность электрического поля

Для характеристики силового действия электрического поля на электрически заряженные тела и частицы вводят понятие напряженно­сти. Напряженность Е характеризует интенсивность электрического поля в каждой данной точке.

Напряженность электрического поля - векторная величина. Она рав­на силе, с которой электрическое поле действует на положительный то­чечный заряд, равный 1 Кл и внесенный в рассматриваемую точку поля.

В соответствии с определением напряженность электрического поля выражается следующим отношением:

Е = F/Q, (1.3)

где F — сила, с которой поле в данной точке действует на точечный за­ряд Q.

Формула (1.3) позволяет найти единицу измерения напряженности:

Умножим числитель и знаменатель последнего выражения на еди­ницу длины (м). Получим

Единицу, размерность которой равна кг*м²/А*с³, называют вольтом (В).

Таким образом, напряженность электрического поля измеряется в воль­тах, деленных на метры.

Электрические поля удобно изображать графически с помощью электрических силовых линий. Электрическая силовая линия — это та­кая линия, в каждой точке которой вектор напряженности электриче­ского поля направлен по касательной. На рис. 1.4 приведены примеры изображения электрических полей с помощью электрических силовых линий. Электрические силовые линии начинаются у положительных за­рядов и кончаются у отрицательных.

Закон Кулона (1.2) позволяет выразить напряженность электриче­ского поля через величину заряда, которым это поле создается. Дейст­вительно, полагая в (1.2) заряд Q₂ равным 1 Кл, получим силу F, с которой поле заряда Q₁ действует на единичный заряд. Но по опреде­лению, это и есть напряженность электриче­ского поля, созданного зарядом Q₁. Таким об­разом.

Рис. 1.4. Изображение электрического поля силовыми линиями

Выражение (1.4) показывает, что напряженность электрического поля, созданного уединенным электрическим зарядом, убывает пропор­ционально квадрату расстояния от заряда до рассматриваемой точки.

КАРТОЧКА 1.4 (152)

Напряженность электрического поля

Какое из приведенных определений полнее?	Напряженность — это сила, с которой поле действует на заря­женное тело или частицу	7
	Напряженность — это интен­сивность поля в каждой кон­кретной точке	14
В некоторой точке электрического поля на точечное тело с зарядом 5 Кл дейст­вует механическая сила 2 Н. Определите напряженность в этой точке поля	5 Н/Кл	27
	2 кг • м/А ■ с3	34
	0,4 кг ■ м/А • с3	43
В каких единицах удобно и на практике принято измерять электрическую на­пряженность?	Н/Кл	50
	Кг ■ м/А ■ с2	63
	В/м	78
Какое наблюдение справедливо?	Электрические силовые линии всегда замкнуты	88
	Электрические силовые линии всегда разомкнуты	101
Как соотносятся напряженности еди-­ ничного уединенного электрического заряда на удалении от него: а) 1 м; б) 2 м?	а) в 2 раза больше б)	110
	а) в 4 раза больше б)	116
	Напряженности в а) и б) одина­ковы	127