в1-9w2(color)

.doc

Скачиваний:

Добавлен:

12.12.2013

Размер:

256 Кб

Скачать

☆

1.Электрический заряд и его свойства.

Электрический заряд дискретен, т.е. заряд любого тела составляет целое кратное от элементарного электрического заряда е (е = 1,6×10^-19 Кл).

Электрон (m_e=9,11×10^-31кг), и протон(m_p= 1,67×10 ^–27) являются соответственно носителями элементарных отрицательного и положительного зарядов.

Одноименные заряды друг от друга отталкиваются, разноименные – притягиваются.

Фарадей 1843г. установлен з-н сохранения электрического заряда:- алгебраическая сумма электрического заряда любой замкнутой системы остается неизменной, какие бы процессы не происходили внутри этой системы.

Электрический заряд – величина релятивистская инвариантная, т.е. не зависит от системы отсчета, а значит не зависит от того движется ли этот заряд или покоится.

В зависимости от концентрации свободных зарядов тела делятся на проводники, диэлектрики и полупроводники. Проводники – тела, в которых электрический заряд может перемещаться по всему объему. Проводники делятся на 2 подгруппы: 1)проводники I-го рода (металлы) перенос в них зарядов не сопровождается химическими превращениями.

2)проводники II-го рода – перенос в них зарядов ведет к химическим изменениям(кислоты). Диэлектрики (стекло, пластмассы) – тела, в которых практически отсутствуют свободные заряды . Полупроводники – занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками(кремний, германий).

единица эл. заряда – Кл, производная единица, т.к. определяется через ток. 1 Кл – эл. заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А за время 1с.

З-н Кулона. Точечным наз-ся заряд, сосредоточенный на теле, линейные размеры которого пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием до других заряженных тел, с которыми он взаимодействует.

сила взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами, находящимися в вакууме, пропорциональна зарядам q₁ и q₂и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними:

k – коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц.

2) - з-н кулона

Электрическое поле – это поле посредством которого взаимодействуют электрические заряды. Электрические поля , которые создаются неподвижными электрическими зарядами наз-ся электростатическими.

Для исследования электростатического поля используется точечный положительный заряд.- такой заряд, который не искажает исследуемое поле. Если в поле создаваемое зарядом q поместить пробный заряд q₀, то на него действует сила F, различная в разных точках поля, из з-на Кулона  сила F пропорциональна пробному заряду q_o_.Поэтому отношение F/q_o не зависит q_oи характеризует электростатическое поле в той точке, где находится пробный заряд. Эта величина наз-ся напряженностью и является силовой характеристикой электростатического поля.

Напряженность электростатического поля в данной точке есть физическая величина определяемая силой, действующей на пробный единичный “+” заряд, помещенный в эту точку поля: Е=F/q₀.

Напряженность поля в вакууме

Направление вектора E совпадает с направлением силы, действующей на заряд. Если поле создается положительным зарядом, то вектор Е направлен вдоль радиуса вектора от заряда во внешнее пространство , если отрицательным, вектор Е направлен к заряду.

Единицы напряженности электростат. поля Н/Кл, - напряженность такого поля, которое точечный заряд 1 Кл действует с силой в 1Н Н/Кл =В/м.

Графически электрост. поле изображают с помощью линий напряженности – линий касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора Е. Линиям напряженности

приписывается направление совпадающее с направлением вектора напряженности. Линии напряженности никогда не пересекаются.

3)Тело находящееся в потенциальном поле сил обладает потенциальной энергией, за счет которой силами поля совершается работа. Работу сил элстат. поля можно представить как разность потенциальных энергий, которыми обладает точечный заряд q_o в начальной и конечной точках поля заряда q.

 потенциальная энергия заряда q =

если r ∞, то U=0  C=0 

Если поле создается системой n точечных зарядов q₁..q_n, то работа элстат сил, совершаемая над зарядом q_o= алгюсумме работ сил для каждого из зарядов в отдельности. =U/q_o

отношение U/q_o наз-ся энергетической характеристикой элстат поля, называемой потенциалом

потенциал поля создаваемого точечным зарядом q

Работа совершаемая силами элст поля при перемещении заряда q_o из т. 1 в т. 2 A₁₂=U₁-U₂=Q_o(₁-₂) разность потенциалов двух точек 1 и 2 определяется работой совершаемой силами поля, при перемещении единичного положительного заряда из т. 1 в т 2

Работа сил поля при перемещении заряда из т1 в т2

 где интегрирование можно производить вдоль любой линии, соединяющей нач. и конечную

точки, т.к работа не зависит от траектории перемещения. потенциал физическая величина определяемая работой по перемещению единичного положительного заряда при удалении его из данной точки в бесконечность Потенциал поля системы зарядов

Связь между напряженностью элст. поля и потенциалом.

Работа по перемещению единичного точечного заряда из одной т. поля в другую вдоль оси х при условии, что точки расположены бесконечно близко друг к другу и х₂-х₁=dx равна Еdx. Та же работа равна ₁-₂ = -d, приравняв 