Закон сохранения электрического заряда Закон Кулона Принцип суперпозиции полей Электростатическое поле Теорема Гаусса Применение теоремы Гаусса Потенциал. - презентация

1

2 Закон сохранения электрического заряда Закон Кулона Принцип суперпозиции полей Электростатическое поле Теорема Гаусса Применение теоремы Гаусса Потенциал и разность потенциалов Связь между силовой и энергетической характеристиками Конденсаторы Тест

3 Электрический заряд – величина, характеризующая способность частицы вещества к электрическому взаимодействию. Электрический заряд изолированной системы остается постоянным при любых физических процессах, происходящих в системе. Положительные и отрицательные заряды в замкнутой системе могут возникать или исчезать, но при этом их алгебраическая сумма всегда остается постоянной. справедлив для замкнутых систем Закон сохранения электрического заряда q 1 + q 2 + q 3 + … + q n = const

4 - основной закон электростатики. (установлен экспериментально, 1785 г.) ЗАКОН КУЛОНА F=k |q 1 | |q 2 | Сила Природа взаимодействия Формула НаправлениеУсловие Применимости формулы кулоновская Электро- магнитная r 2 (для двух точечных заряженных тел) вдоль прямой, соединяющей точечные заряженные тела для точечных неподвижных тел в вакууме, а также для шаров, радиусы которых соизмеримы с расстояниями между их центрами (заряды распределены равномерно)

5 Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. F=k |q 1 | |q 2 | r 2 Заряд электрона е=-1,6*10-19 Кл k= - электрическая постоянная k= 9*10 9

6 Принцип суперпозиции полей Если в данной точке пространства различные заряженные частицы создают электрические поля, напряженности которых Е 1,Е 2,Е 3 и т.д., то результирующая напряженность поля равна: Е = Е 1 + Е 2 + Е 3 + … Для двух зарядов: E 1 Е E2E2 q 1 >0 q 2 >0 E2E2 E1E1 E Е = Е 1 + E 2

7 Электрическое поле. Однородное поле E=const Положительный точечный заряд Отрицательный точечный заряд + -

8 Два одноименных заряда Два разноименных заряда Линии напряженности непрерывны и не пересекаются.

9 Теорема Гаусса Если внутри замкнутой поверхности любой формы находятся точечные электрические заряды q 1, q 2, … q n, то общий поток вектора напряженности электрического поля равен алгебраической сумме этих зарядов, деленной на Ф= электрическая постоянная Число линий напряженности через поверхность, перпендикулярную вектору Е (поток) Ф= Е * S

10 Применение теории Гаусса -поверхностная плотность заряда E= -объемная плотность заряда E=0 E= Поверхностные плотности зарядов на обеих плоскостях одинаковы Внутри конденсатора E= Электростатическое поле схемапояснениенапряженностьпримечание Бесконечной равномерно заряженной плоскости E Е - постояннаяЕ не зависит от расстояния до плоскости Вне шара, равномерно заряженного по поверхности или по объему Шар создает во внешнем пространстве такое поле, как если бы весь заряд был сосредоточен в его центре Напряженность одинакова, независимо от того, заряжен ли шар по объему или по поверхности внутри шара, равномерно заряженного по поверхности или по объему r Шар равномерно заряжен по поверхности Шар равномерно заряжен по объему Двух параллельных разноименно и равномерно заряженных плоскостей + -Во внешне пространстве результирующее поле равно 0

11 Потенциал и разность потенциалов 1.Потенциал- это энергетическая характеристика поля. W p q для любого электростатического поля Потенциалом электростатического поля называют отношение потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду. скаляр Потенциал поля в произвольной точке определяется как алгебраическая сумма потенциалов, создаваемых отдельными точечными зарядами.

12 2. Разность потенциалов (напряжение) Не зависит от выбора нулевого уровня отсчета Эквипотенциальные поверхности – поверхности разного потенциала. однородное поле плоскости точечный заряд концентрические сферы

13 Связь между силовой и энергетической характеристиками (для однородного поля) 12 d Напряженность электростатического поля направлена в сторону убывания потенциала.

14 Конденсаторы Схема Энергия заряженного конденсатора Плотность энергии конденсатор ;

15 1 Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух небольших заряженных шариков при уменьшении заряда каждого из шаров в 3 раза, если расстояние между ними остается неизменным? а) увеличилось в 3 раза; б) увеличится в 9 раз; в) не изменится; г) уменьшится в 9 раз; д) уменьшится в 3 раза Тест

16 1 Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух небольших заряженных шариков при уменьшении заряда каждого из шаров в 3 раза, если расстояние между ними остается неизменным? а) увеличилось в 3 раза; б) увеличится в 9 раз; в) не изменится; г) уменьшится в 9 раз; д) уменьшится в 3 раза Тест

17 2 От водяной капли, обладавшей электрическим зарядом +q, отделилась капля с электрическим зарядом –q. Каким стал электрический заряд оставшейся капли? а) +2q; б) +q; в) 0; г) –q; д) -2q

18 2 От водяной капли, обладавшей электрическим зарядом +q, отделилась капля с электрическим зарядом –q. Каким стал электрический заряд оставшейся капли? а) +2q; б) +q; в) 0; г) –q; д) -2q

19 3 При перемещении электрического заряда q между точками с разностью потенциалов 4 В силы, действующие на заряд со стороны электрического поля, совершили работу 8 Дж. Чему равен заряд q? а) невозможно определить; б) 32 Кл; в) 0,5 Кл; г) 2Кл; д) среди ответов а-г нет правильного

20 3 При перемещении электрического заряда q между точками с разностью потенциалов 4 В силы, действующие на заряд со стороны электрического поля, совершили работу 8 Дж. Чему равен заряд q? а) невозможно определить; б) 32 Кл; в) 0,5 Кл; г) 2Кл; д) среди ответов а-г нет правильного

21 4 Чему равно напряжение между пластинами конденсатора электроемкостью 0,5 Ф, если электрический заряд на одной пластине конденсатора равен +2 Кл, на другой -2 Кл? а) 4 В; б) 8 В; в) 1 В; г) 2 В; д) среди ответов а-г нет правильного

22 4 Чему равно напряжение между пластинами конденсатора электроемкостью 0,5 Ф, если электрический заряд на одной пластине конденсатора равен +2 Кл, на другой -2 Кл? а) 4 В; б) 8 В; в) 1 В; г) 2 В; д) среди ответов а-г нет правильного

23 5 Как изменится электроемкость воздушного конденсатора, если его опускают в керосин с диэлектрической проницаемостью =2 а) уменьшится в 2 раза; б) увеличится в 4 раза; в) не изменится; г) увеличится в 2 раза; д) уменьшится в 4 раза

24 5 Как изменится электроемкость воздушного конденсатора, если его опускают в керосин с диэлектрической проницаемостью =2 а) уменьшится в 2 раза; б) увеличится в 4 раза; в) не изменится; г) увеличится в 2 раза; д) уменьшится в 4 раза

25 6 Как изменится энергия электрического поля в конденсаторе, если его заряд уменьшить в 2 раза? а) не изменится; б) уменьшится в 2 раза; в) уменьшится в 4 раза; г) увеличится в 2 раза; д) уменьшится в 4 раза

26 6 Как изменится энергия электрического поля в конденсаторе, если его заряд уменьшить в 2 раза? а) не изменится; б) уменьшится в 2 раза; в) уменьшится в 4 раза; г) увеличится в 2 раза; д) уменьшится в 4 раза