Электростатика и постоянный ток

I. Сформулируйте закон или дайте определение, запишите формулу и определите физические величины в этой формуле.

1. Закон сохранения электрического заряда. Что является носителем электрического заряда.

Алгебраическая сумма электрических зарядов любой замкнутой системы остается неизменной, какие бы процессы ни происходили внутри данной системы. Замкнутая та, которая не обменивается зарядами с внешними телами.

Существует элементарный (минимальный) электрический заряд е=1,6*10^-9Кл. Носитель элементарного отрицательного заряд — электрон. Носитель элементарного положительного заряда – протон.

2. Напряженность электрического поля. Дайте определение. Какой характеристикой электрического поля она является?

Напряженность – (силовая векторная характеристика поля.) Напряженность электростатического поля в данной точке – векторная физическая величина, равная отношению силы, действующей на электрический заряд q, помещенный в данную точку поля, к величине заряда: [В/м]. Напряженность поля точечного заряда в вакууме .

3. Принцип суперпозиции электростатических полей. Приведите примеры.

Если поле создается несколькими зарядами, то потенциал поля системы зарядов равен алгебраической сумме потенциалов полей, создаваемых каждым из зарядов: .

4. Силовые линии напряженности электрического поля. Для чего они служат, как строятся и как они направлены?

Для того чтобы описать электрическое поле, нужно задать вектор напряженности в каждой точке поля. Это можно сделать аналитически или графически. Для этого пользуются силовыми линиями – это линии, касательная к которым в любой точке поля совпадает с направлением вектора напряженности  . Силовой линии приписывают определенное направление – от положительного заряда к отрицательному, или в бесконечность.

5. Теорема Остроградского-Гаусса для электростатического поля. Дайте формулировку теоремы. Для чего она служит?

Таким образом, полный поток вектора напряженности электростатического поля через замкнутую поверхность произвольной формы численно равен алгебраической сумме свободных электрических зарядов, заключенных внутри этой поверхности, поделенной на   .

6. Потенциал электрического поля. Дайте определение. Какой характеристикой электрического поля он является?

Потенциал – (энергетическая скалярная характеристика поля) равная отношению потен­циальной энергии заряда в поле к этому заряду: 

7. Внесистемная единица измерения энергии 1эВ. Где эта единица измерения применяется, как 1эВ связан с единицей 1Дж?

Один электронвольт равен энергии, необходимой для переноса элементарного заряда в электростатическом поле между точками с разницей потенциалов в 1 В. 1эВ - внесистемная ед. энергии, применяется для измерения энергии микрочастиц, имеющих электрич. заряд.  1 эВ= 1,6^.10^-19 Дж

8. Эквипотенциальные поверхности. Для чего они служат и как строятся?

ЭП – поверхности во всех точках которых потенциал имеет одно и то же значение. Служат для графического изображения распределения потенциала. Эквипотенциальные поверхности – концентрические сферы для точечного заряда. Вектор У перпендикулярен ЭП и всегда направлен в сторону убывания потенциала.

9. Градиент потенциала электростатического поля. Дайте определение. Какая существует связь с напряженностью электростатического поля?

Градиент потенциала представляет собой вектор, направленный в сторону наибольшего возрастания потенциала и численно равный изменению потенциала на единицу длины. , знак «-» обозначен, что поле перемешает положительный заряд в сторону убывания потенциала. Для потенциального поля, между потенциальной энергией существует связь: , где (набла) – оператор Гамильтона.

10. Явление поляризации диэлектрика. Виды поляризации диэлектрика.

Поляризацией диэлектрика называется приобретение объемом диэлектрика дипольного момента, пропорционального электрическому полю в диэлектрике в результате смешения электрических зарядов. Электронная (деформированная) поляризация – за счет деформации электронных орбит, Ориентационная (дипольная) поляризация с полярными молекулами – ориентация имеющихся дипольных моментов молекул по полю; Ионная поляризация диэлектрика с ионными кристаллическими решетками – смещение подрешетки положительных ионов вдоль поля, а отрицательных ионов против поля приводит к приобретению объемом суммарного дипольного момента.