21. Лінії напруженості електричного поля:

1) спосіб графічного зображення поля., 2) уявні лінії, дотичні до яких у кожній точці поля збігаються за напрямком з вектором напруже­ності Е у даній точці; ,3) мають напрям, який збігається з напрямом сили, що діє на позитивний заряд; 4) починаються на позитивних зарядах, закінчуються на негативних; 5) густина ліній напруженості, які пронизують одиницю площі попе­речного перерізу, пропорційна модулю вектора Е; 6) незалежні неперервні і не можуть перетинатись.

Приклади напруженості електричного поля

22. Якщо в деякій точці простору одночасно присутні декілька електричних полів з напруженостями Е₁, Е_{2 ………} Е_N , то результуючу напруженість у цій точці знаходять за принципом суперпозиції тобто як векторну суму

23. Провідники в електричному полі

1. Електростатична індукція — перерозподіл зарядів у провіднику під дією зовнішнього електричного поля. Заряди називаються наведеними або індукованими.

2. Напруженість електричного поля всередині провідника дорівнює нулю, бо заряди у провіднику перерозподіляються доти, поки на­пруженість зовнішнього поля Е_о не дорівнюватиме протилежно напрямленій напруженості Е' поля індукованих зарядів:

Е = Е₀-Е'=0.

3. Електростатичний захист. Зовнішнє поле не проникає всередину провідника внаслідок екрануючої дії наведених зовнішнім полем зарядів на поверхні. Для захисту від зовнішніх електричних полів чутливі електровимірювальні прилади оточують густою металевою сіткою, центральний дріт кабеля телеантени — плетеним дротяним екраном.

4. Поверхнева густина заряду у провід­ників залежить від форми поверхні. Найменшу величину (а = 0) має на

внутрішній поверхні, найбільшу — на виступаючих вістрях.

24. Діелектрики в електричному полі

1. Види діелектриків.

1) полярні (створюють власне електростатичне поле);

2) неполярні(не створюють власного електростатичного поля).

2. Поляризація діелектрика — реагування на зовнішнє електричне поле.

1) молекули полярного діелектрика орієнту­ються вздовж вектора напруженості Е_о зовнішнього поля (орієнтаційна поляризація);

2) молекули неполярного діелектрика деформу­ються, в результаті чого виникають диполі, які орієнтуються вздовж вектора Е_о зовніш­нього поля (деформаційна поляризація).

Конспект.

Домашнє завдання.

1.Опрацювати по підручнику «Фізика» тему : Електричні заряди. Закон збереження заряду.

2.Вивчити основні означення даної теми

Заняття № 26 ____________2010р.

Тема: Закон Кулона. Закон збереження заряду Електричне поле. Напруженість. Принцип суперпозиції.

Модель № 1. ( взаємодіють двічі два точкових заряди, змінюються параметри )

Початкові умови Кінцеві умови

1) або 2)

1.При зміні відстані між двома точковими зарядами сила взаємодії між ними зменшилась в 9 разів. У скільки разів при цьому змінилась відстань між зарядами? а) зменшилася в 4 рази; б) зменшилася в 3 рази; в) збільшилася в 9 разів; г) збільшилася в 3 рази;

2. Два точкових заряди знаходяться на віддалі один від одного. Якщо віддаль між зарядами зменшити на 0,5 м, то сила взаємодії між зарядами збільшиться в два рази. Яка від­ стань була між зарядами? а) 1,75м; б) 3,5м; в) 4м; г)3,8м;

Модель № 2. ( взаємодіють однакові заряджені тіла, заряди приводять у дотик )

1)

2)

Тіла після дотику мають однаковий заряд !

3..Однакові металеві кульки,.-.що мають заряди і приводять в контакт і знову розводять на попередню відстань. У скільки разів при цьому зміниться сила взаємодії між кульками? а) збільшиться в 48 разів; б) зменшиться в 48 разів; в) збільшиться в 12 разів; г) зменшиться в 12 разів;

Модель № 3. ( взаємодіють три заряди, які знаходяться на одній прямій )

1)

х

Результуюча сила визначається векторною сумою: , або в проекції на вісь х -

2)

х

Результуюча сила визначається векторною сумою: , або в проекції на вісь х -

3)

х

Результуюча сила визначається векторною сумою: , або в проекції на вісь х -

4)

х

Результуюча сила визначається векторною сумою: , або в проекції на вісь х -

4.. Заряди величиною q₁=+4 нКл, q₂=+8 нКл, q₃=-2 нКл розміщені між собою як показано на рисунку. Відстані між нимистановлять відповідно 4 см і 6 см. Середовище - вакуум. Яка сила діє на третій заряд? а)140мкН; б)210мкН; в)100мкН; г)220мкН; д) вірної відповіді тут немає.

Модель № 4. ( взаємодіють три заряди, які не знаходяться на одній прямій )

q₁ d q₂ Результуюча сила визначається векторною сумою:

Модуль результуючої сили визначають за теоремою косинусів:

r₁ r₂ F²= F²₁ + F²₂ + 2F₁F₂ cosα

α

q₃ Кут α визначають із трикутника :

α

Сили визнпачають:

5. Заряди величиною q₁=+l нКл, q₂=+9 нКл, q₃=-48 нКл розміщені між собою як пока­зано на рисунку. Відстані між ними становлять відповідно З см, 4 см і 5 см. Середовище -вакуум. Яка сила діє на перший заряд? а)180,8мкН; б)284,6мкН; в)632,5мкН; г) 136,6 мкН;

Модель № 5. ( два заряди, два електричних поля, точка на одній прямій із зарядами )

1)

х

Результуюча сила визначається векторною сумою: , або в проекції на вісь х -

2)

х

Результуюча сила визначається векторною сумою: , або в проекції на вісь х -

3)

х

Результуюча сила визначається векторною сумою: , або в проекції на вісь х -

4)

х

Результуюча сила визначається векторною сумою: , або в проекції на вісь х -

6. Два точкових заряди q₁= 10 мкКл і q₂= - 1мкКл розташовані у воді на відстані 5 см один від одного. Визначити напруженість електричного поля у точці , що лежить на прямій яка з’єднує заряди на відстані 2см від другого заряду.

Модель № 4. ( два заряди, два електричних поля, точка не на прямій із зарядами )

q₁ d q₂ Результуюча напруженість визначається векторною сумою:

Модуль визначають за теоремою косинусів:

r₁ r₂ Е²= Е²₁ + Е²₂ + 2Е₁Е₂ cosα

α

Кут α визначають із трикутника :

α

Напруженості визнпачають:

5. Заряди величиною q₁=+l нКл, q₂=+9 нКл, розміщені на відстані 5 см . Визначити напруженість електричного поля в точці яка знаходиться на відстані 5 см від першого заряду та 5 см від другого, Середовище -вакуум.

Домашнє завдання. Розв’язати задачі:

1.Дві однакові негативно заряджені кульки знаходяться в вакуумі на відстані 1,6 м і взаємодіють з силою 9-10^-7Н. Чо­му дорівнює кількість надлишкових електронів кожної куль­ки? а) 10¹¹ б) 1,6-10¹⁰; в) 9-10¹¹; г) 16-10²;

2. Два точкові заряди знаходяться у вакуумі на деякій відстані. Потім ці заряди занурюють у дистильовану воду, діе­лектрична проникність якої дорівнює 81. У скільки разів треба змінити відстань між цими зарядами, щоб сила взаємодії між ними в воді була б така сама, як у вакуумі? а) збільшити в 9 разів; б) збільшити в 81 раз; в) зменшити в 81 раз; г) зменшити в 9 разів; д) вірної відповіді тут немає.

3.Дві однакові металеві кульки зарядили так, що заряд однієї з них у 5 разів більший, ніж заряд іншої. Кульки доторкнули одна до одної і розсунули на ту ж саму відстань. Як змі­нилася (за модулем) сила взаємодії, якщо кульки мали одно­йменні заряди? а) збільшилася в 1,8 раза; б) зменшилася в 1,5 раза; в) збільшилася в 0,8 раза; г) зменшилася в 0,3 раза;

4. Два однойменних заряди 0,27 мкКл та 0,03 мкКл знаходяться на відстані 0,2 м. На якій відстані від першого за­ ряду вздовж прямої, що з'єднує ці заряди, напруженість поля буде рівна нулю? а) 5 см; б) 10 см; в) 15 см; г) 18 см

Задачі на самостійну роботу.

1.У скільки разів зміниться сила взаємодії, між двома точковими зарядами, якщо відстань між ними збільшиться в два рази, а замість вакууму між зарядами буде середовище з діелектричною проникністю, рівною 2? а) зменшиться в 4 рази; б) збільшиться в 4 рази; в) не зміниться; г) зменшиться в 8 разів; д) вірної відповіді тут не­має.

2. У скільки разів зміниться сила взаємодії між двома однаково зарядженими кульками, якщо заряд кожної кульки збільшити в 4 рази, а відстань між ними зменшити в 2 рази? а) зменшиться в 64 рази; б) збільшиться в 64 рази; в) збільшиться в 8 разів; г) зменшиться в 8 разів; д) вірної від­повіді тут немає.

3. У скільки разів зміниться сила взаємодії між двома точковими зарядами, якщо величину кожного з них збільшити в 4 рази, а віддаль залишити незмінною? а) зменшиться в 16 раз; б) збільшиться в 4 рази; в) збільшиться 16 раз; г) збільшиться в 8 раз;

4. Дві однакові металеві кульки зарядили так, що заряд однієї з них у 5 разів більший, ніж заряд іншої. Кульки доторкнули одна до одної і розсунули на ту ж саму відстань. Як змі­нилася (за модул.ем) сила взаємодії, якщо кульки мали різно­йменні заряди? а) збільшилася в 1,8 рази; б) зменшилася в 1,5 рази; в) збільшилася в 0,5рази; г) зменшилася в 1,25 рази;

5. Між зарядами q і 9q відстань дорівнює 8 м. На якій відстані від першого заряду розташована точка, в якій напру­женість поля дорівнює нулю? а) 1,5м; б) 1,1 см; в) 3 см; г) 2 см; д) вірної відповіді тут немає.

6.Металеву кулю радіусом 2 см занурили в гас. Пове­рхнева густина заряду кулі (1/16)-10^-5Кл/м². Чому дорівнює напруженість електричного поля в точці, віддаленій від повер­хні кулі на 1 см? Діелектричну проникність гасу вважати рів­ною 2. а)94,2кВ/м; 6)21,6 кВ/м; в)10,8кВ/м; г) 15,7 кВ/м; д) вірної відповіді тут немає.

Заняття № 27 ____________2010р.

Тема: Потенціальна енергія взаємодії електричних зарядів.

Потенціал. Напруга. Робота електричного поля по переміщенню заряду. Зв'язок між напруженістю та напругою.

Основні положення та означення.

1. Енергією називають універсальну міру руху і перетворення матерії.

2. З механіки відомо існування двох видів енергії – кінетичної та потенціальної.

3. Потенціальною енергією називають енергію яка визначається взаємодією та взаємним розміщенням тіл або його частин.

4. Електричні заряди взаємодіють між собою, а отже існує потенціальна енергія їх взаємодії. Для двох точкових зарядів величина потенціальної енергії визначається виразом: r ( позначається літерою - W, одиниця вимірювання - джоуль (Дж))

5. Навколо кожного заряду існує електричне поле . Якщо в електричне поле помістити пробний точковий заряд то поле перемістить його з однієї точки в іншу тобто електричне поле виконає роботу по переміщенню точкового заряду. Роботу визначають зміною енергії. Отже в кожній точці електричного поля пробний заряд має певне значення енергії . Для кількісної характеристики потенціальної енергії, що припадає на одиничний пробний заряд у довільно визначеній точці поля вводять поняття потенціалу.

6. Потенціалом називають енергетичну характеристику електричного поля, що показує величину потенціальної енергії , яку мав би одиничний позитивний заряд вміщений в дану точку поля . Потенціал визначається відношенням величини потенціальної енергії до величини пробного заряду : ( позначається літерою - , одиниця вимірювання - вольт (В)) .Потенціал – скалярна величина

7. Напругою називають фізичну величину яка показує різницю потенціалів між двома точками електричного поля ( позначається літерою -, одиниця вимірювання - вольт (В))

А В

q r₁

r₂

8. Робота сил електричного поля по переміщенню заряду визначається: - як зміна потенціальної енергії - як зміну кінетичної енергії - як добуток сили на переміщення при

9. Робота сил електричного поля має властивості: 1) робота не залежить від форми траєкторії; 2) А = 0 при переміщенні заряду позамкнутому контуру.

10. Із порівняння двох виразів для роботи отримуємо взаємозв’язок напруги і напруженості: або або

А S В

q r₁

r₂

11. Еквіпотенціальні поверхні — геометричне місце точок в електричному полі, які мають однаковий потенціал (один із методів наочного зображення електричних полів). Властивості.

1. У кожній точці еквіпотенціальної поверхні вектор напруженості Е перпендикулярний до неї і напрямлений у бік спадання потенціалу.

2. Робота при переміщенні заряду по еквіпотенціальній поверхні дорівнює нулю.

12. Прилади для вимірювання різниці потенціалів називаються електро­метрами. Електрометр вимірює різницю потенціалів між його стержнем зі стрілкою та металевим корпусом. Для вимірювання різниці потенціалів між двома провідниками один приєднують до стержня електрометра, а другий — до його корпусу. Для вимірювання потенціалу відносно Землі тіло з'єднують зі стержнем, а корпус заземлюють.

Конспект.