Шпаргалка по "Физике"

24. Электрический заряд. Закон сохранения заряда. Закон Кулона

Электрический заряд – внутреннее св-во тел или частиц, характеризующее их способность к электромагнитным взаимодействиям.

Основные св-ва зарядов:

1. Существуют в двух типах «+» и «-»;
2. Заряд любого тела дискретен, т.е. состоит из целого числа элементарных зарядов:

q=n|e|, n – целое число>0

1. Электрический заряд аддитивен:

q=[pic 1]

1. Величина заряда не зависит от выбора НСО.
2. Заряд подчиняется закону сохранения заряда: алгебраическая сумма электрически заряженных тел (частиц), составляющих электрически изолированную систему не изменяется при любых процессах, происходящих в этой системе.

q=, = const[pic 2][pic 3]

Закон Кулона: сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна зарядам q1 и q2 и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними r2, она направлено вдоль прямой, соединяющей эти заряды.

F=k·[pic 4]

k – коэффициент пропорциональности;

k= = 9·108 м/Ф (в вакууме)[pic 5]

k= (в диэлектрической среде)[pic 6]

ε0=8,85·10-12 Ф/кг

ε – диэлектрическая проницаемость среды;

r2 – квадрат расстояний между зарядами q1 и q2.

25. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции электрических полей

Электрическое поле – поле, созданное неподвижными относительно данной ИСО зарядами.

Это поле не зависит от времени, т.е. является стационарным.

Особенность электрического поля: оно действует на заряды с силой, которая не зависит от их скорости движения.

Основная векторная силовая хар-ка электростатического поля – напряженность ().[pic 7]

Напряженность – векторная величина, численно равная силе, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля.        [1 В/м][pic 8]

Напряженность поля точечного заряда:

[pic 9]

Сила F, действующая на заряд, помещенный в электрическое поле равна:

, где[pic 10]

 – напряженность поля в месте нахождения заряда q, причем поле искажено данным зарядом, т.е. отличного от того поля, которое было до внесения заряда q.[pic 11]

Основная задача электростатики: по заданному распределению в пространстве и величине электрических зарядов определить напряженность во всех точках поля.

Эта задача может быть решена:

1. На основании принципа суперпозиции:
2. На основании теоремы Остроградского-Гаусса.

Принцип суперпозиции: напряженность электрического поля системы зарядов равна геометрической сумме напряженности полей каждого из зарядов в отдельности.

Заряды могут быть распределены в пространстве:

А) дискретно – [pic 12]

Б) непрерывно –   dE=k·      [pic 13][pic 14]

Для хар-ки непрерывного распределения зарядов вдоль некоторой линии, по некоторой поверхности или по некоторому объему вводится понятие плотности заряда.

Линейная плотность : (Кл/м)[pic 15]

Поверхностная плотность:   (Кл/м2)[pic 16]

Объемная плотность:   (Кл/м3)[pic 17]

26. Работа по перемещению заряда в электростатическом поле

Работа dA, совершаемая кулоновскими силами, при перемещении dx (точечного заряда ) в поле, созданном зарядом q: [pic 18]

[pic 19]

Работа А при перемещении заряда из точки 1 в точку 2 равна:

[pic 20]

Т.к работа не зависит от траектории, а определяется только положением точки 1 и точки 2, то электростатическое поле точечного заряда является потенциалом, а электростатические силы называют консервативными