Электрическое поле. �Напряженность электрического поля.�Принцип суперпозиции полей.
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Е
r
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Теории, касающиеся способов осуществления
взаимодействия между телами
ТЕОРИЯ
БЛИЗКОДЕЙСТВИЯ
ДЕЙСТВИЯ
НА РАССТОЯНИИ
Сущность: взаимодействие
между телами всегда осуществляется с помощью промежуточных звеньев (или среды), передающих взаимодействие от точки к точке с конечной скоростью
Обоснование:
Майкл Фарадей, Джеймс Клерк Максвелл
Сущность: действие передается мгновенно на сколь угодно большие расстояния непосредственно через пустоту
Сторонники:
Шарль Огюстен Кулон, Анри Ампер
Идеи Майкла Фарадея
1
2
F1
F2
Электрические заряды
не действуют друг на друга непосредственно.
Каждый из них создает в окружающем пространстве электрическое поле
Поле одного заряда действует
на другой заряд, и наоборот.
По мере удаления от заряда
поле ослабевает
Распространение электрических
взаимодействий
В
F1
F2
А
АВ
Сумел доказать:
Электрические взаимодействия распространяются в пространстве с конечной скоростью, равной скорости света в вакууме, т.е. С = 300 000 км/с
t =
АВ
c
Это означает:
Если слегка передвинуть заряд А, то сила, действующая на заряд В, изменится, но не в то же мгновение, а лишь спустя некоторое время, которое можно рассчитать по формуле
АВ – расстояние между зарядами,
С – скорость распространения электромагнитных взаимодействий
Джеймс Максвелл
Электрическое поле – особая форма материи
Напряженность – силовая характеристика электрического поля
q0> 0
q1>0
q1
F1
q3
F3
F
q
= const
q2
F2
qn
Fn
F1
Отношение силы, действующей на заряд, помещенный в данную точку поля к этому заряду для каждой точки поля не зависит от заряда и может рассматриваться как характеристика поля. Эта величина называется напряженностью
F
q
Е =
в СИ : 1[ Е ] = 1 Н/ Кл
~
~
~
~
Напряженность поля точечного заряда
q
Е
q0> 0
Найдем напряженность поля, создаваемого точечным зарядом q0
По закону Кулона:
|q0| х |q |
F = k
r2
|q0| х |q |
E = k
r2
|q|
|q0|
E = k
r2
формула
напряженности
поля точечного
заряда
q
Е
q0< 0
Вектор напряженности в любой точке
электрического поля направлен вдоль прямой, соединяющей эту точку и заряд.
Вектор напряженности всегда направлен от положительного заряда к отрицательному.
Принцип суперпозиции полей
Если в данной точке пространства различные заряженные
частицы создают электрические поля, напряженности которых
Е1, Е2, Е3, …, то результирующая напряженность поля в этой точке равна Е = Е1+ Е2 + Е3 + …..
q1> 0
q2< 0
Е
Е1
Е2
Т. о., результирующая напряженность – это геометрическая сумма
напряженностей полей, которые существуют в данной точке
Линии напряженности электрического поля
Воображаемые линии, касательные к которым в каждой точке, через которую они проходят, совпадают с векторами напряженности, называют силовыми линиями электрического поля или линиями напряженности
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
Силовые линии электрического поля не замкнуты , они начинаются
на положительных зарядах и оканчиваются на отрицательных
поле неоднородно:
густота линий различна
Между пластинами (к середине) поле однородно: густота линий одинакова
Поле заряженного шара
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Е
Е
Вне шара силовые линии
распределяются так же, как силовые линии точечного заряда.
На расстоянии R >> r от
центра шара напряженность поля определяется
той же формулой,
что и напряженность поля точечного заряда, помещенного в центре сферы
r
Внутри проводящего шара: R < r напряженность поля равна нулю
|q0|
E = k
r2
|q0|
E = k
r2
Вопросы по электростатике
1. На рисунке представлено расположение двух неподвижных отрицательных точечных электрических зарядов - q и - q. Направлению вектора напряженности суммарного электрического поля этих зарядов в точке А соответствует стрелка
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
- q
- q
1
2
3
4
2. На рисунке представлено расположение двух неподвижных точечных электрических зарядов + q и - q ( q> 0 ). Направлению вектора напряженности суммарного электрического поля этих зарядов в точке А соответствует стрелка
- q
+ q
2
3
4
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
1
Задачи по электростатике
Какова напряженность электрического поля, создаваемого двумя зарядами
6 нКл и 20 нКл в точке, находящейся между зарядами на расстоянии 0,03 м от первого заряда на линии, соединяющей заряды? Расстояние между
зарядами 0,05 м.
Дано:
q1 = 6 х 10 -9 Кл
q2 = 20 х 10 -9 Кл
r1 = 0,03 м
r = 0,05 м
________________
Е - ?
Решение:
1
2
Е1
Е2
Е
По принципу суперпозиции: Е = Е2 – Е1
|q2|
E = k
(r – r1)2
|q1|
– k
r2
.
Остается подставить значения величин,
входящих в формулу и получить ответ:
E = 390 кН/Кл