1Раздел 1. Электрическое поле в вакууме . Электрическое поле в вакууме

Вектор напряженности электрического поля – это сила, действующая на пробный положительный (единичный) заряд, помещенный в данную точку поля

Потенциал – это величина, числена равная потенциальной энергии положительного заряда в данной точке поля

Теорема Гаусса.

Поток вектора напряженности сквозь произвольную замкнутую поверхность обладает свойством: он зависит только от алгебраической суммы зарядов, охватываемый этой поверхностью

Связь между напряженностью и потенциалом можно установить с помощью формулы

где – проекция вектора на орт , аналогично для проекций и , тогда сам вектор можно определить как

Величина, стоящая в скобках есть градиент потенциала (grad или ), тогда

Электрический диполь – система из двух одинаковых по модулю разноименных точечных зарядов +q и –q, находящихся на некотором расстоянии друг от друга. Электрический момент диполя определяется как

Сила, действующая на диполь

Момент сил действующих на диполь можно определить в векторном виде

момент сил стремится повернуть диполь так, чтобы его электрический момент устремился по направлению внешнего поля . Направление вектора определяется по правилу правого винта.

Диэлектрики – это вещества, не проводящие электрический ток. Их принято подразделять на полярные и неполярные диэлектрики.

У полярных диэлектриков расстояние между центрами тяжести положительным и отрицательным зарядами смещены, а у неполярных центры тяжести совпадают.

Электроемкость уединенного проводника – это величина, равная отношению заряда проводника к потенциалу этого проводника

Э

Раздел 1. Электрическое поле в вакууме

нергия проводников и конденсаторов.

Пусть проводник имеет заряд q и потенциал , тогда энергия

Энергия конденсатора имеет вид

разность потенциалов на обкладках конденсатора.

Задачи с решениями

№ 1

Сила взаимодействия двух отрицательно заряженных частиц, находящихся на расстоянии R друг от друга, равна F. Заряд каждой частицы уменьшили по модулю в два раза. Чтобы сила взаимодействия F не изменилась, расстояние между зарядами надо:

1. увеличить в 4 раза

2. уменьшить в 4 раза

3. уменьшить в раза

4. уменьшить в 2 раза

5. увеличить в 2 раза

Решение

По закону Кулона , следовательно, расстояние между ними уменьшится в 2 раза.

Ответ: 4.

№ 2

Точечный заряд находится в центре сферической поверхности. Если увеличить радиус сферической поверхности, то поток вектора напряженности электростатического поля через поверхность сферы …

1. уменьшится

2. увеличится

3. не изменится

Решение

Поток вектора напряженности электростатического поля не зависит от размеров и формы замкнутой поверхности, а определяется только величиной электрического заряда, находящегося внутри этой поверхности.

Ответ: 3.

№ 3

Точечный заряд +q находится в центре сферической поверхности. Если добавить заряд +q за пределами сферы, то поток вектора напряженности электростатического поля через поверхность сферы …

1. не изменится

2. уменьшится

3. увеличится

Решение

Поток вектора напряженности электростатического поля через замкнутую поверхность определяется алгебраической суммой электрических зарядов, находящихся внутри поверхности. ; . Заряды, находящиеся вне этой поверхности, не дают никакого вклада в поток.

Ответ: 1.