Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»

К.С.Чемезова

Физика, часть 2

(Электростатика. Постоянный ток. Электромагнетизм)

Учебное пособие

Тюмень: ТюмГНГУ

2012

УДК 537(075.8)

ББК 22.33я73

Ч

Рецензенты:

доктор физико-математических наук, профессор

кандидат технических наук, доцент В.В.Проботюк

Автор: Чемезова К.С.

Чемезова К.С.

Физика, часть2. (Электростатика. Постоянный ток. Электромагнетизм): Учебное пособие. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2012. –124 с.

ISBN 978-5-9961-0406-2

Учебное пособие содержит лекционный материал по трём разделам общего курса физики, контрольные вопросы и задания.

Рассматриваются основные понятия механики, излагаются физические основы кинематики и динамики поступательного и вращательного движения и законы сохранения.

Излагаются физические основы теории гаpмонических, затухающих и вынужденных колебаний, а также различных вариантов сложения гаpмонических колебаний. Рассматриваются волновые процессы и интерференция волн.

Излагаются физические основы молекулярной физики идеальных и реальных газов, рассматриваются законы распределения молекул по скоростям и энергиям. Рассматриваются законы термодинамики и круговые процессы (циклы).

Приведены вопросы, качественные задания и задачи для самоконтроля.

Пособие предназначено для студентов очной и заочной формы обучения, изучающих дисциплину «Общая физика» в технических ВУЗах.

УДК 537(075.8)

ББК 22.33я73

ISBN978-5-9961-0406-2 © Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего

профессионального образования

«Тюменский государственный

нефтегазовый университет»

1.Электростатика

1.1.Электрические заряды и электрическое поле. Принцип суперпозиций полей

Электростатика – учение о свойствах и взаимодействии электрических зарядов, неподвижных относительно выбранной системы координат.

Электрический заряд является одной из первичных характеристик элементарных частиц. Заряд элемент частиц (по модулю) либо равен, либо кратен величине, элементарного заряда Кл.

Согласно современным представлениям взаимодействие между зарядами осуществляется через поле. Всякий заряд изменяет свойства окружающего его пространства тем, что создает в нем электрическое поле. Поле проявляет себя в том, что на другой заряд, помещенный в какую либо его точку, действует сила.

Опыт показывает, что отношение силы к величине пробного зарядане зависит оти определяется только свойствами поля в данной точке. Обозначим это отношение символом

. (1.1)

Вектор называетсянапряжённостью электрического поля.

Физический смысл этой величины заключается в следующем. Напряжённость есть силовая характеристика электрического поля, она численно равна силе, действующей на единичный положительный точечный пробный заряд. Единица измерения напряженности – Н/ Кл или В/ м.

Электростатическое поле называется однородным, если напряженность его в каждой точке одинакова:

=const.

Рассмотрим электростатическое поле точечного заряда. Пусть имеется точечный заряд; поместим его в начало координат (рис.1, точкаО). В точку поля М поместим пробный заряд и проведем радиус-вектор. Сила, действующая на заряд, определится из закона Кулона:

. (1.2)

Здесь - единичный вектор, направление которого совпадает с направлением вектора.

Напряженность электрического поля, создаваемого точечным зарядом, определится выражением:

. (1.3)

Формулы (1.2) и (1.3) записаны в системе СИ. Величина называется электрической постоянной. Она равна = 8,85·10^-12 Ф/ м.

При практических расчетах удобно пользоваться коэффициентом: = 9·10⁹ м/ Ф.

Если электрическое поле создается системой зарядов, то его напряжённость равна векторной сумме напряжённостей полей, создаваемых каждым зарядом в отдельности.

. (1.4)

Выражение (1.4) является математической записью принципа суперпозиции полей.