ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ Подготовка к ЕГЭ

ЦЕЛЬ: ПОВТОРЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ, ЗАКОНОВ И ФОРМУЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В СООТВЕТСТВИИ С КОДИФИКАТОРОМ ЕГЭ. Элементы содержания, проверяемые на ЕГЭ 2010: 1.Электризация тел 2.Взаимодействие зарядов. Два вида заряда 3.Закон сохранения электрического заряда 4.Закон Кулона 5.Действие электрического поля на электрические заряды 6.Напряженность электрического поля 7.Принцип суперпозиции электрических полей 8.Потенциальность электростатического поля 9.Потенциал электрического поля. Разность потенциалов 10.Проводники в электрическом поле 11.Диэлектрики в электрическом поле 12.Электрическая емкость. Конденсатор 13.Энергия электрического поля конденсатора

Электризация тел Электрический заряд (q или Q)– это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия По-гречески янтарь – это "электрон". Отсюда и произошло современное слово "электричество" и название наэлектризованные тела. Существует: электризации трением; электризация индукцией; Любые тела взаимодействуют с наэлектризованными телами и сами электризуются. Трибоэлектрическая шкала. При трении двух материалов тот из них, что расположен в ряду выше, заряжается положительно и тем сильнее, чем более разнесены материалы по шкале.

Электризация тел Носителями зарядов являются элементарные частицы Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному заряду e. e = 1,602177·10 –19 Кл 1,6·10 –19 Кл В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке (атомным номер). Электрический заряд тела – дискретная величина:

Взаимодействие зарядов. Два вида заряда Электрический заряд (q или Q)– это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия Существует два рода электрических зарядов, условно названных положительными и отрицательными. Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд. Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются. Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием

Закон сохранения электрического заряда - один из фундаментальных законов природы В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной: q 1 + q 2 + q q n = const (в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака)

Закон Кулона Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь. Закон Кулона: Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними: Силы взаимодействия подчиняются третьему закону Ньютона: Закон Кулона хорошо выполняется для точечных зарядов В Международной системе СИ за единицу заряда принят кулон (Кл). Коэффициент k в системе СИ обычно записывают в виде: где ε 0 – электрическая постоянная

Закон Кулона Закон Кулона: Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними: Кулоновского взаимодействия подчиняются принципу суперпозиции: Если заряженное тело взаимодействует одновременно с несколькими заряженными телами, то результирующая сила, действующая на данное тело, равна векторной сумме сил, действующих на это тело со стороны всех других заряженных тел.

Действие электрического поля на электрические заряды Электрическое поле особая форма поля, существующая вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также в свободном виде в электромагнитных волнах. Электрическое поле непосредственно невидимо, но может наблюдаться по его действию и с помощью приборов. Основным действием электрического поля является ускорение тел или частиц, обладающих электрическим зарядом. Электрическое поле можно рассматривать как математическую модель, описывающую значение величины напряженности электрического поля в данной точке пространства. Электрическое поле является одной из составляющих единого электромагнитного поля и проявлением электромагнитного взаимодействия.

Напряженность электрического поля Для количественного определения электрического поля вводится силовая характеристика напряженность электрического поля. Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда: Напряженность электрического поля – векторная физическая величина. Направление вектора совпадает в каждой точке пространства с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд.

Принцип суперпозиции электрических полей Принцип суперпозиции: напряженность электрического поля, создаваемого системой зарядов в данной точке пространства, равна векторной сумме напряженностей электрических полей, создаваемых в той же точке зарядами в отдельности: Для наглядного представления электрического поля используют силовые линии Силовые линии электрического поля

Силовые линии электрических полей Силовые линии кулоновских полей Силовые линии поля электрического диполя Поле равномерно заряженной плоскости. σ = Q/S – поверхностная плотность заряда. S – замкнутая поверхность.