Главная > Лекция


РАБОТА ЭЛ.ПОЛЯ ПО ПЕРЕМЕЩЕНИЮ ЗАРЯДА. ПОТЕНЦИАЛ. НАПРЯЖЕНИЕ. Лекция № 5

1.Работа эл. поля

Е Пусть имеется эл. поле, созданное двумя заряжен

ными пластинами. И пусть в поле между этими пла-

d 2 стинами внесён положительный заряд. Заряд

начнёт двигаться. Почему? Да потому, что на него

со стороны эл. поля действует эл. сила и под дей-

ствием этой силы заряд совершает перемещение.

А если есть сила и перемещение, значит,

совершается работа.

А= F·S·cosα ; α= 0°cos 0° = 1

(т.к. F и S совпадают по направлению)

тогда А= F·S; F = qE; S = d1 – d2

А = qE (d1d2)илиА = qEΔd

работа эл. поля

Эта формула справедлива и в том случае, когда заряд

перемещается не по прямой линии, а по произвольной

кривой.

Ведь любое перемещение по плавной кривой можно представить в виде перемещения по ступенчатой линии со сколь угодно малыми участками. На вертикальных участках А=0, т.к. cos 90°=0. Значит,

работа будет совершаться только на горизонтальных участках. А сумма горизонтальных участков и есть Δd

Таким образом, работа эл. поля не зависит от формы траектории, а оп-ределяется только начальным и конечным положением заряда

(точно также, как работа силы тяжести)

Из механики известно, что

Силы, не зависящие от формы траектории, называются

КОНСЕРВАТИВНЫМИ, а поля – ПОТЕНЦИАЛЬНЫМИ.. Работа эл. поля на замкнутой траектории равна 0 !

(т.к. премещение =0)

Такие поля, у которых работа на замкнутой траектории =0. называются ПОТЕНЦИАЛЬНЫМИ

4. φ1 – потенциал в начальной точке, φ2 – потенциал в конечной точке

Выбирать начало отсчёта потенциала можно произвольно:

а) в теоретических расчётах потенциалы бесконечно удалённых точек считают равными нулю;

б) в радио- и электротехнике за начало отсчёта потенциала (за нулевой потенциал) принимают поверхность Земли.

5.В электростатикеРАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ называютНАПРЯЖЕНИЕМ

1 – φ2) = U, тогда формулу работы эл. поля можно записать так:

А = qU

6. Обозначим d = r, тогда φ = Er,

 Из этой формулы следует:

а) еслиq>0, то и φ > 0 и при увеличенииrпотенциал уменьш-ся б) если q /B>0, то иφ /B> 0 и при увеличенииrпотенциал возрастает

Последняя формула справедлива:

а) для эл. поля, созданного равномерно заряженной сферой;

б) для эл. поля, созданного шаром, на расстоянии его радиуса.

7.* В общем случае на заряд, кроме электростатических сил,т.е. куло-новских, могут действовать иные силы.

Силы неэлектрического происхождения называют

сторонними силами.

Поэтому работа в общем случае

А = Аэл + Аст. сил; Аэл = q1 – φ2); Аст. сил = qε

Поэтому А = q1 – φ2) + qεили А = q·[(φ1 – φ2) + ε]

В общем случае величина ·[1 – φ2) + ε] = Uназыв-cянапряжением

Потенциальная энергия заряда

2. А = qE (d1d2) Запишем это уравнение в привычном виде:

А = - qE (d2d1) = - (qEd2qEd1)

Величина, численно равная произведению заряда на напряжённость и на расстояние называется потенциальной энергией.

Wp = qEdпотенциальная энергия. Тогда А = - (W2W1), или

А= -ΔWРабота эл. поля численно равна изменению потенции-

альной энергии, взятой с противоположным знаком .

( как в механике: этот закон всеобщий)

3. Потенциал

Wp = qEdWp ~ q , поэтомуWp/ q = соnst


 а) Величина, численно равная отношению

потенциальной энергии заряда к величине

к величине этого заряда, называется

ПОТЕНЦИАЛОМ.

б)Потенциал является ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ (т.е.скалярной)

характеристикой эл. поля.

Физ. смысл потенциала


записывается читается

Еслиq = +1, тоφ = WpПотенциалэл. поля численно равен

потенциальной энергии единичного

положительного заряда, помещённого

3. в данную точку.

Wp = qEd, тогда φ=Ed

Запишем формулу А = qE (d1d2) иначе: А = q(Ed1Ed2)

Тогда А = q1 – φ2), где1 – φ2) называют

разностью потенциалов

Видим, что если есть сторонние силы, то напряжение ≠ разности потенциалов.

В электростатическом поле сторонние силы отсутствуют, т.е.ε = 0 , поэтомуА = q(φ1 – φ2)= qU

(работа электростат. поля через разность потенциалов (напряжение)

· [(φ1 – φ2)] = [φ] = [U] = Дж/ Кл = В(вольт, в честь итал.

физика Алессандро Вольта)

8. Связь между напряжением и напряжённостью

А = qU

А = qEΔdqU = qEΔdU = EΔd

связь между напряжением

и напряжённостью

9. Если эл. силаперпендикулярна перемещению, то А=0

(т.к. А= FScosα, cos90° = 0)

А с точки зрения формулыА = q1 – φ2) это означает, что φ1 = φ2 , т.е

перпендикулярные поверхности имеют одинаковый потенциал


Поверхности равного потенциала называются ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ.

10. и 

[ Е] = В/м = Н/Кл



Скачать документ

Похожие документы:

  1. РАБИ МЕТОД [по имени амер физика ()]

    Документ
    ... потенциала =2-1=-u. Работой произвольного электрич. поляпоперемещению единичного по­ложит. заряда из одной точки в дру­гую измеряется электрическое напря­жение ... Лекциипо ... эл-на в за­данном поле (без учёта собств. поля), затем — полезарядапо ...
  2. РАБИ МЕТОД [по имени амер физика ()]

    Документ
    ... потенциала =2-1=-u. Работой произвольного электрич. поляпоперемещению единичного по­ложит. заряда из одной точки в дру­гую измеряется электрическое напря­жение ... Лекциипо ... эл-на в за­данном поле (без учёта собств. поля), затем — полезарядапо ...
  3. Деятельностный аспект обучения физике в техническом вузе

    Документ
    ... потенц. Задачи квази-стационар.эл.-магн. поля Расчет квазистационар. эл.-м.поля ... магнитных полей. Напряженностьполя неподвижного точечного заряда ... Принцип возможных перемещений. Принципы ... и работа электрического поляпо перенесению заряда (если ...
  4. Рабочие программы по физике 10-11 классы на основе программы гя мякишева пояснительная записка

    Пояснительная записка
    ... . Потенциальные поля. Эквипотенциальные поверхности электрических полей. Знать понятия: потенциал, потенциальная энергия, работапо переносу заряда., разность ...
  5. Лекции по культурологии

    Документ
    ... мощный заряд энергии ... сохранившие творческий потенциал, подвергались изменениям ... напряжение культурной игры, по ... духовной элите, определяющим ... , т. е. перемещение населения между городом ... Поль Сезанн (1839-1906) в ранних работах ... г. В лекции на церемонии ...

Другие похожие документы..