12. Показать, что для сплошного проводника во внешнем электрическом поле справедливы следующие утверждения:
а) внутри проводника полеЕотсутствует;
П
редположим
внутри проводника в статическом состояние
есть эл. поле. Под действием Кулоновских
сил, начнётся движение свободных зарядов,
т.е. возникнет эл. ток, т.е. статическое
состояние будет невозможным! Вывод:
внутри проводника полеЕотсутствует.
б) поверхность проводника является эквипотенциальной;допустим, что поверхность проводника не эквипотенциальна: тогда поле Е будет под углом к проводнику, и касательная составляющая поля Е начнет приводить заряды в движение, а это противоречит условиям статического состояния.
в) внутри проводника нет избыточных зарядов.При статическом состоянии в проводнике поля зарядов скомпенсированы. Допустим, что внутри проводника существует избыточные заряды. Тогда возникает не скомпенсированноеполе Е, которое приведет заряды в движение и статическое состояние будет невозможным.
№13Дать определение емкости уединенного проводника.
Как
отмечалось выше, потенциал электрического
поля заряженного проводника имеет
одинаковую величину во всех точках
проводника. Если принять потенциал
этого электрического поля на бесконечности
равным нулю, то между зарядом проводника,
находящегося достаточно далеко от
других проводников, и его потенциалом
имеется линейное соотношение:
,
где коэффициент пропорциональностиС,
зависящий от геометрических характеристик
проводника и свойств окружающей среды,
называется ёмкостью
уединённого проводника.
Ед. изм. в СИ [Кл/В] = [Ф] – Фарад.
№14 Определение конденсатора. Емкость конденсатора.
К
онденсатор
– это эл. прибор для накопления зарядов.
Состоит: из 2х металлических эластичных
пластин, к которым припаяны клеммы.
Конденсатор заряжают, подавая на его клеммы заряды.Конденсаторв целом электронейтрален, т.е. суммарный заряд на нем равен нулю.
Ёмкость конденсатора: С = q/U. Ёмкость конденсатора зависит от формы и размеров конденсатора, а также эл. св-в вещества между его пластинами.
№15Вывести формулу емкости плоского конденсатора.
Формула емкости плоского конденсатора: из т. Гаусса
№16Записать формулу для энергии заряженного конденсатора.
№17 Последовательное и параллельное включение конденсаторов.
Последовательное:
;
U
= U1+
U2;
q
= q1=q2.
Параллельное: С=С1+С2; U=U1= U2; q = q1+q2.
№18Объяснить механизм поляризации диэлектриков.
Механизм
поляризации диэлектриков:
поместим диэл. в внешнее эл. поле, будет
упорядочивание эл. моментов диполя. Т.
О. в вдиэл. появляется р≠0.
Этот заряд создаёт собственное эл. поле,
которое ослабляет внешнее поле Е.
Дипольный
момент:
=
;
[Кл/м3]
№19 Записать формулы, связывающие вектора Р, Е и О.
Формулы P,D,E. Полем смещением D: D = ɛ0E+p; p = αɛE, D = ɛ0ɛE.
№20Записать граничные условия для векторов Е и О.
Граничные условия для векторов Eи D:
;
=
т.е. касательная компонента поля Е меняется непрерывно.
;
=
т.е. нормальная компонента поля D меняется непрерывно.