WWW.KNIGA.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Онлайн материалы
 

««ЭЛЕКТРОСТАТИКА». Электрический заряд ( q ) – фундаментальное неотъемлемое свойство некоторых элементарных частиц (электронов, протонов), проявляющееся в способности ...»

«ЭЛЕКТРОСТАТИКА».

Электрический заряд ( q ) – фундаментальное неотъемлемое

свойство некоторых элементарных частиц (электронов, протонов),

проявляющееся в способности к взаимодействию посредством

особо организованной материи электрического поля.

Электрический заряд измеряется в Кулонах [q ] = Кл.

элементарная частица обозначение масса заряд

9,11·10-31 кг -1,67·10-19 Кл

электрон е 1,67·10-27 кг +1,67·10-19 Кл протон р 1,67·10-27 кг нейтрон n 0 По характеру взаимодействия заряды можно классифицировать на два типа: положительные (протон) и отрицательные (электрон). Два одноименных заряда отталкиваются, два разноименных заряда притягиваются.

Электризация (избыток зарядов одного знака) возможна перераспределением зарядов между телами (электростатическая индукция), или между частями одного и того же тела (электростатическая поляризация).

Закон сохранения заряда:

Алгебраическая сумма зарядов в замкнутой системе неизменна.

n q const.

i i 1 Точечный заряд – заряженное тело, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстоянием, на котором оценивается его действие на другие тела.

Закон Кулона: Сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямопропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

k q1 q2 F, r2 где F - сила электростатического взаимодействия [F] = Н; r – расстояние между зарядами [r] = м; q1 и q2 - модули зарядов [q] = Кл; k = 9·109 Н·м2/Кл2 – электростатическая постоянная.



Силовой характеристикой электрического поля является вектор напряженности. Напряженностью ( E ) электрического поля в данной точке называется отношение силы, действующей со стороны электрического поля на пробный заряд, внесенный в данную точку поля, к величине пробного заряда.

F E qпробн.

Напряженность измеряется в ньютонах на кулон [Е ] =Н/Кл.

Согласно формуле вектор напряженности поля сонаправлен с вектором силы.

Напряженность поля точечного заряда определяется формулой:

k q E r2, где q - модуль заряда, создающего поле [q] = Кл; r – расстояние от заряда, создающего поле, до точки поля, в которой определяется напряженность [r] = м.

Электрическое поле изображается силовыми линиями, касательные к которым в каждой точке поля совпадают с вектором напряженности этого поля. Положительный заряд считается источником поля (вектор напряженности направлен от положительного заряда), отрицательный – стоком (см. рис.) Густота линий показывает величину модуля напряженности (на рисунке напряженность поля положительного заряда больше чем напряженность поля отрицательного заряда). Поле с напряженностью одинаковой в каждой его точке называется однородным. Для полей, создаваемых несколькими зарядами, справедлив принцип суперпозиции полей: Напряженность поля есть геометрическая (векторная) сумма напряженностей полей каждого заряда, создающего поле.

n E Ei E1 E2... En.

i 1

–  –  –

Величина qEd Wp - потенциальная энергия электростатического поля. Работа электростатического поля равна убыли его потенциальной энергии. Aполя W р (Wр 2 Wр1 ).

Поля, в которых работа не зависит от формы траектории и определяется положением начальной и конечной точек траектории, называются потенциальными. Работа потенциального поля по замкнутой траектории равна нулю. Потенциальными являются электростатическое поле и гравитационное поле.





Отношение потенциальной энергии поля в некоторой точке к величине пробного заряда, помещенного в эту точку, называется потенциалом поля в данной точке:

Wp qпробн..

Потенциал является скалярной величиной, единица измерения потенциала – вольт [ ] = В. И потенциальная энергия, и потенциал могут принимать как положительные, так и отрицательные значения.

Разность потенциалов называется напряжением ( U ):

U 1 2.

Напряжение измеряется в вольтах.

Между напряжением и напряженностью есть зависимость:

U E d, где d расстояние, на котором вблизи исследуемой точки на силовой линии поля наблюдается разность потенциалов U.

Следует, что напряженность может измеряться в вольтах на метр [Е ] =В/м. Напряженность показывает направление убыли потенциала поля. Поле можно изображать с помощью эквипотенциальных поверхностей (поверхностей равного потенциала).

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ «ЭЛЕКТРОСТИКА»

Пример №1. Вблизи заряженной плоскости с поверхностною плотностью заряда 0,2 мкКл/м2 в вакууме находится маленький шарик с зарядом 3 нКл. Найти силу взаимодействия между шариком и плоскостью. (Ответ: 34 мкН.)

Дано: Решение:

E 2k.

0,2 106 Кл / м2 Напряженность поля плоскости:

–  –  –

находятся в вакууме на расстоянии 4 см друг от друга. Их приводят в соприкосновение и удаляют на прежнее расстояние.

Найдите величину и характер силы их электрического взаимодействия до и после соприкосновения.

Два закрепленных точенных заряда 1 нКл и 4 нКл находятся на 2.

расстоянии 12 см друг от друга. Где нужно поместить третий точечный заряд, чтобы он находился в равновесии? Будет ли равновесие устойчивым? (Устойчивым считается равновесие тела в том случае, если оно, будучи выведено малой силой из положения равновесия, в него вернется.) "Напряженность."

На каком расстоянии от точечного заряда 1 нКл напряженность 3.

–  –  –

напряженность которого 100 Н/Кл, на тело, несущее заряд 1 мкКл?

Металлическая тонкая сфера радиусом 4 см несет заряд 1 мкКл, 5.

равномерно распределенный по ее поверхности. Найдите поверхностную плотность заряда и напряженность поля сферы в точках, удаленных на 3 см и на 5 см от ее центра.

Бесконечная пластина равномерно заряжена с поверхностной 6.

плотностью заряда 2 мкКл/м2. С какой силой пластина действует на точечный заряд -3 мКл, находящийся вблизи пластины.

"Вещество в электрическом поле."

Точечный заряд 9 нКл находится в стекле (проницаемость 7). На 7.

каком расстоянии от заряда напряженность его поля равна 1 кН/Кл?

Два одинаковых одноименно заряженных шарика, подвешенных в 8.

–  –  –

силой 0,36 Н. Затем заряды помещают в керосин (проницаемость 2), так, что сила взаимодействия не изменяется. На сколько изменилось расстояние между зарядами?

"Потенциал."

10.В воздушном слое между горизонтальными проводящими пластинами висит пылинка массой 0,01 мкг. Расстояние между пластинами 5 см, напряжение 5 кВ. Найти заряд пылинки.

11. Внутри тонкой проводящей сферы радиусом 20 см находится проводящий шар радиусом 10 см; центры шара и сферы совпадают.

Через маленькое отверстие в сфере проходит длинный провод, которым шар заземлен. На сферу помещают заряд 20 нКл. Найдите потенциал точек поверхности сферы.

12.Работа электрического поля по переносу заряда 200 нКл из бесконечно удаленной точки в некоторую точку поля равна 800 мкДж. Найти потенциал в указанной точке поля. Потенциал в бесконечно удаленной точке принять равным нулю.

13.Разность потенциалов между двумя точками, находящимися на расстоянии 3 см друг от друга и лежащими на одной силовой линии однородного электрического поля, равна 12 В. Определить разность потенциалов между точками, лежащими на той же силовой линии на расстоянии 15 см друг от друга.

14.729 одинаковых капель ртути с поверхностной плотностью заряда 16 мкКл/м2 каждая сливаются в одну большую каплю. Определить плотность заряда на поверхности большой капли и напряженность на расстоянии от поверхности капли, равном ее радиусу. Считать, что капли имеют форму шара и находятся в воздухе.

"Электроемкость. Конденсаторы."

15.Какова толщина слюды между пластинами плоского конденсатора емкостью 500 пФ, если площадь каждой из двух пластин 10 см2?

16.Какое количество теплоты выделится в проводнике, которым замкнуты обкладки конденсатора емкостью 100 мкФ, заряженного до разности потенциалов 1,2 кВ?

17. Конденсатор емкостью 2 мкФ заряжают до разности потенциалов 110 В. Затем, отключив от сети, его присоединяют к незаряженному конденсатору неизвестной емкости, который при этом заряжается до напряжения 44 В. Определить неизвестную емкость.

18.Найти энергию электрического поля конденсатора электроемкостью 10 мкФ, заряженного до напряжения 10 В.

19.В пространство между обкладками незаряженного плоского конденсатора вносят металлическую пластину, имеющую заряд 5 нКл, так, что между пластиной и обкладками остаются зазоры шириной 10 мм и 3 мм. Площади обкладок и пластины одинаковы и равны 150 см2. Найти разность потенциалов между обкладками конденсатора.

Два одинаковых плоских воздушных конденсатора 20.

соединены последовательно и подключены к источнику тока. Когда один из конденсаторов опустили в жидкий диэлектрик, то заряд системы конденсаторов увеличился в 1,5 раза. Определить

Похожие работы:

«ГЛАВНОЕ АРХИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРИ СОВЕТЕ МИНИСТРОВ СССР ПРИКАЗ от 5 августа 1983 г. N 203 О ВВЕДЕНИИ В ДЕЙСТВИЕ МЕТОДИЧЕСКИХ ПОЛОЖЕНИЙ ДЕПОНИРОВАНИЕ НАУЧНЫХ РАБОТ ПО ДОКУМЕНТОВЕДЕНИЮ И АРХИВНОМУ ДЕЛУ В цел...»

«VOCORD NetCam серий K, D IPкамера высокого разрешения Руководство пользователя Дата редакции: май 2017 г. Содержание Аннотация 1. Соглашения по оформлению 1.1. Элементы оформления 1.2. Обозначения 2. Отправьте нам свои комментарии 1. Общие сведения 1.1. Назначение, область применения 1.2. Функциональные возможности, технические характеристики...»

«ИгрАгид – интернет-магазин настольных игр www.igravpenze.ru (8412) 49-90-55 Правила настольной игры "Отель Самоа" (Hotel Sa moa) Автор: Krisian Amundsen stby Игра для 36 игроков Перевод правил на русский...»

«19 0 0 г. ХХ ІІІ-й изд. 1 ОКТЯБРЯ. Подписка принимается къ Редак­ Цна годовому изданію съ достав­ ціи „Епархіальныхъ Вдомостей кой и пересылкой 6 р. Отдльные при Духовной Семинаріи и у бла-; нумера можно получать въ Редак­ гочимныхъ. ціи но 25 коп. ВЫХОДЯТЪ ДВА РАЗА ВЪ МЪСЯЦЪ 1 и 15 ЧИСЕЛЪ....»

«Рассмотрено "Соглас "Согласовано" "Утверждаю" на заседании МО Заместитель директора Директор МБОУ СОШ Руководитель МО по УВР МБОУ СОШ с.Старокуктово Камалова Г.М. с.Старокуктово СадертдиновФ.К Протокол ШамсутдиноваЗ.И. Приказ № от _2015г. _ №_1_от_2015г. Муниципальное...»

«АО "НПФ "РАДИО – СЕРВИС" ОКП 422160 Устройство испытательное ПН-20 РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ РАПМ.435151.001РЭ Настоящее руководство по эксплуатации (РЭ) предназначено для ознакомления с устройством и принципом работы устройства испытательного ПН-20 (в дальнейшем – устройство) и содержит сведения, необходимые для правильной эк...»

«ГЕТЕРОГЕННОСТЬ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА В АРКТИКЕ И ПОДХОДЫ К ЕЕ ТИПИЗАЦИИ Н. В. Матвеева Ботанический институт им. В. Л. Комарова РАН, Санкт-Петербург nadyam@NM10185.spb.edu Детальное изучение структу...»








 
2017 www.kniga.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.