FIZIKA2
.pdf
Потенциал поля, создаваемого различными
заряженными телами
1.Бесконечная равномерно заряженная плоскость с поверхностной плотностью σ.
E const
2 0
U |
|
El cos |
|
l cos |
2 |
|
|||
1 |
|
2 0 |
||
|
|
|
||
2.Потенциал электрического поля цилиндра (нити) радиусом R, равномерно заряженного с линейной плотностью τ.
|
2 |
2 |
1 |
|
dr |
|
|
U El dl |
|
|
|||
|
2 0 |
|
||||
10 |
1 |
1 |
|
r |
10 |
|
Потенциал поля, создаваемого различными
заряженными телами
3.Потенциал электрического поля равномерно заряженной сферы радиусом R с зарядом q.
4.Потенциал электрического поля равномерно заряженного по объему шара радиусом R с зарядом q
11
11
Эквипотенциальные поверхности
Поверхности, в каждой точке которых потенциал имеет одно и тоже значение.
Свойства эквипотенциальных поверхностей:
1.Линии напряженности всегда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям.
2.Густота эквипотенциальных поверхностей пропорциональна напряженности поля.
3.Работа по перемещению заряда вдоль эквипотенциальной поверхности равна нулю.
A q( 1 2) 0
12
12
Эквипотенциальные поверхности
Точечный заряд, равномерно заряженная сфера, шар.
Однородное поле (равномерно заряженные пластины, плоский конденсатор)
13
13
Энергия взаимодействия системы зарядов
Система из n точечных зарядов.
Работа всех сил взаимодействия произвольной системы зарядов равна убыли энергии взаимодействия зарядов этой системы:
dA dW
Найдем выражение для энергии взаимодействия W:
W W12 W13 W23 ...
Энергия взаимодействия пары зарядов
W |
|
1 |
W |
W |
|
|
|||||
12 |
|
2 |
12 |
21 |
|
14 |
|
|
|
|
14
Энергия взаимодействия системы зарядов
Для n зарядов:
W12 (W12 W13 ... W1n ) (W21 W23 ... W2n ) ...
Вкаждой скобке – энергия взаимодействия i–го заряда со всеми остальными.
1 n
W 2 Wi
i 1
Учитывая что W q , получаем
1 n
W 2 qi i
15
i 1
15
Энергия взаимодействия системы зарядов
i - потенциал создаваемый всеми зарядами системы кроме qi в месте его нахождения.
Энергия взаимодействия пары зарядов
Заряды q1 и q2 |
|
находятся на расстоянии r друг от |
|||||||||||||
друга. Найдем энергию их взаимодействия. |
|||||||||||||||
W |
1 |
(q |
q ) |
1 |
(q |
kq2 |
q |
|
kq1 |
) |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
2 |
1 2 |
2 1 |
2 |
1 |
|
r |
2 r |
|||||||
|
kq1q2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
r |
|
|
|
W |
kq1q2 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
16 |
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16
Лекция 4. Электрический
диполь.
© Музыченко Я.Б., 2011
Электрический диполь
– система из двух одинаковых по модулю разноименных точечных зарядов +q и –q, находящихся на расстоянии l друг от друга. Расстояние от диполя r >> l.
Диполи в физике:
-небольшие проводящие тела в электрическом поле;
-небольшие диэлектрические тела в электрическом поле;
-полярные молекулы.
Электрический момент – основная характеристика диполя (вектор направлен от – к +):
|
|
|
p Кл м |
2 |
p ql |
||
|
|
|
|
2
Потенциал поля диполя
1. Потенциал поля на оси диполя
kq k( q) ...
r r
2. Потенциал поля на перпендикуляре, проведенном через середину оси диполя
kq k( q) ...
r r
3.Общая формула
kp cos r2
3