Главная > Лекция
РАБОТА ЭЛ.ПОЛЯ ПО ПЕРЕМЕЩЕНИЮ ЗАРЯДА. ПОТЕНЦИАЛ. НАПРЯЖЕНИЕ. Лекция № 5
1.Работа эл. поля
d 2 стинами внесён положительный заряд. Заряд
со стороны эл. поля действует эл. сила и под дей-
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 (d1 – d2)илиА = qEΔd
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 (φ1 – φ2) = U, тогда формулу работы эл. поля можно записать так:
6. Обозначим d = r, тогда φ = Er,
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 = q(φ1 – φ2); Аст. сил = qε Поэтому А = q(φ1 – φ2) + qεили А = q·[(φ1 – φ2) + ε] В общем случае величина ·[(φ1 – φ2) + ε] = Uназыв-cянапряжением |
2. А = qE (d1 – d2) Запишем это уравнение в привычном виде: А = - qE (d2 – d1) = - (qEd2 – qEd1) Величина, численно равная произведению заряда на напряжённость и на расстояние называется потенциальной энергией. Wp = qEdпотенциальная энергия. Тогда А = - (W2 – W1), или А= -ΔWРабота эл. поля численно равна изменению потенции- альной энергии, взятой с противоположным знаком . ( как в механике: этот закон всеобщий) 3. Потенциал Wp = qEd а) Величина, численно равная отношению потенциальной энергии заряда к величине
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.
Запишем формулу А = qE (d1 – d2) иначе: А = q(Ed1 –Ed2) Тогда А = q(φ1 – φ2), где(φ1 – 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
связь между напряжением и напряжённостью 9. Если эл. силаперпендикулярна перемещению, то А=0 (т.к. А= FScosα, cos90° = 0) А с точки зрения формулыА = q(φ1 – φ2) это означает, что φ1 = φ2 , т.е перпендикулярные поверхности имеют одинаковый потенциал
1 [ Е] = В/м = Н/Кл |
Похожие документы:
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 ...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 ...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 ...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 ...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 ...