câmp electrostatic Potențial

Studiul material nou

1. Potențialul câmp electrostatic

Pentru a determina activitatea trebuie să intre în caracteristica camp energetic camp electrostatic. Vom folosi faptul că fiecare punct al domeniului corespunde unui anumit potențial Wp energia de încărcare q interacțiunea cu câmpul. Dar această energie nu este o caracteristică a câmpului - depinde de sarcină q. Deoarece forța cu care acționează în teren pe taxa este direct proporțională cu q. potențial Wp de energie este, de asemenea, direct proporțională cu q. Rezultă că raportul Wp / q nu depinde de taxa. Prin urmare, această valoare poate servi ca o caracteristică a câmpului la un anumit punct. Acesta se numește capacitatea și este notată φ.

Potențialul câmpului electrostatic la un anumit punct - o cantitate scalară proprietăți ale energiei câmpului caracterizează este egală cu energia potențială în ceea ce privește Wn sarcină electrică situată în acel punct al câmpului la valoarea sarcină q:

Dacă câmpul creat în vid, la punctul de încărcare distanța Q. r este o sarcină q testare. energia potențială a acestor interacțiuni de sarcină WN Folosind această formulă, obținem o expresie pentru calcularea câmpului generat cp potențial de o taxă Q. punct la puncte la o distanță r de la această taxă:

Pentru a determina potențialul în orice punct, trebuie să alegeți mai întâi punctul zero. Pentru un punct setat la „infinit“, atunci există un punct de la distanță, la o distanță foarte mare: φ 0 dacă r ∞.

Dacă Q> 0, φ> 0, iar dacă Q 0, 0 cp.

Potențialul de la un anumit punct poate avea valori diferite asociate cu selectarea punctului zero, prin urmare, joacă un rol important nu potențialul, iar diferența de potențial, care este independent de punctul zero.

Atunci când electrostatic încărcare câmp se deplasează de la punctul 1 la punctul 2, se efectuează munca de teren egal cu variația energiei potențiale a taxei luate cu semnul opus: 1-2 = -Δ Wn. Astfel, A = 1-2 - Wn 1 - Wn 2.

Folosind expresia Wn = qφ, obținem:

Diferența de potențial dintre două puncte este raportul dintre câmpul de lucru în timp ce se deplasează taxa de la punctul de plecare la destinație la taxa:

În SI muncii este exprimată în jouli, iar taxa - în pandantive. Prin urmare, diferența de potențial între două puncte ale câmpului este egal cu 1 în cazul în care atunci când se deplasează în taxa de Cl 1 de la un punct la altul câmp electric efectuează lucrarea în 1 J:

Să de la punctul 1 la punctul 2 de sarcină q câmp se mișcă.

Munca prestată poate fi definit în două moduri: - proiecția vectorului pe axa OX. trase prin punctele 1 și 2. Comparând cele două expresii pentru munca, obținem de la sau permanent:

Intensitatea câmpului electric Ø este egală cu diferența de potențial pe unitatea de lungime de-a lungul unei linii de tensiune:

Dacă d> 0 (adică deplasarea are loc în direcția liniilor de câmp), φ1 - .. Φ2> 0, adică potențiale scade.

Câmpul electric este îndreptat în direcția de scădere a capacității.

Din această din urmă ecuație rezultă că tensiunea unității poate fi măsurată în V / m. câmp Tension uniform este egal cu 1 V / m, în cazul în care diferența de potențial dintre două puncte legate de lungimea vectorului de 1 m și napryamlenim de-a lungul intensitate a câmpului de 1 V.

Pentru o reprezentare vizuală a câmpului electric, cu excepția liniilor electrice sunt utilizate suprafața echipotențială.

Ø suprafața Ekvіpotentsіalna - este suprafața în toate punctele în care potențialul câmpului electrostatic are aceeași valoare.

Suprafețele echipotențiale sunt strâns legate de liniile de câmp ale câmpului electric. În cazul în care sarcina electrică se deplasează suprafața ekvіpotentsіalnіy, câmpul de operare este egal cu zero, din moment ce A = - qΔφ. și pe suprafața ekvіpotentsіalnіy Δφ = 0. Deoarece funcționare A = Fscos, dar A = 0 și F ≠ 0 și s ≠ 0 cos = 0, deci = 90 °.

Liniile de forță ale câmpului electrostatic perpendicular pe ekvіpotentsіalnih suprafețe.

Mai mult decât atât, linii electrice indică direcția de reducere maximă a potențialului câmp electrostatic.

Întrebare studenților în timpul prezentării materialului nou

1. Care este energia potențială?

2. Lângă corpul, încărcat pozitiv, conductor izolat neîncărcată este plasat. Va pozitiv potentialul sau negativ?

3. Tensiunea între două puncte este egală cu câmpul 50 Q. Ce înseamnă?

4. Deoarece diferența de potențial între două puncte ale câmpului depinde de funcționarea câmpului electrostatic?

5. Dați exemple ekvіpotentsіalnih suprafețe.

1. Va montate citirile electrometru pe un suport izolant, în cazul în care conductorul încărcat conectat la corpul său și tija la sol?

2. Sau poate ekvіpotentsіalnim înconjoară corpul?

3. Pot diferitele suprafețe echipotențiale se intersectează?

4. Sau se pot confrunta cu suprafețele echipotențiale corespunzătoare potențial diferit?

TEMĂ DE STUDIU MATERIAL

1. Există două conductoare. Unul dintre ei are o sarcină mai mică, dar potențialul este mai mare decât celălalt. Cum se va muta sarcini electrice în timpul unei conductoare coliziune? (Raspuns de la conductor la conductorul de încărcare mai mic, cu taxa de mare.)

2. Punctele A și B sunt dispuse pe o singură linie de forță a unui câmp electric uniform. În cazul în care intensitatea câmpului are ca scop, în cazul în care potențialul punctului B este mai mare decât potențialul de la punctul A.

2). Noi învățăm pentru a rezolva problemele

1. Poroshina cântărind 10-8 g este între plăcile orizontale cu o diferență de potențial de 5 kV. Distanța dintre plăci este de 5 cm. Care este tariful unui praf, în cazul în care atârnă în aer? (Raspuns: 10-15 Kl.)

2. priskoryuvalnu electronic de zbor diferență de potențial de -300 B. Se determină viteza electronului, în cazul în care viteza inițială a mișcării sale la zero. Masa de electroni este de 9,1 kg · 10-31, și o sarcină de 1,6 · 10-19 Cl.

Soluții. Conform teoremei energiei cinetice, avem:

unde A - câmp de forță de operare este A = e (φ 1 - φ 2). Astfel, din care se obține:

Aflam valoarea cantităților dorite:

A: Rata de electroni care trece diferență de potențial priskoryuvalnu de 107 m / s.

• un potențial câmp electrostatic, la un anumit punct - o cantitate scalară proprietăți ale energiei câmpului care caracterizează este egal cu raportul dintre energia potențială Wp sarcină electrică situată în acel punct al câmpului la valoarea de sarcină q:

• φ câmp potențial generat de o taxa Q. punct la puncte la o distanță r de la această taxă:

• Diferența de potențial dintre două puncte este raportul dintre câmpul de lucru în timp ce se deplasează taxa de la punctul de plecare la destinație la taxa:

• Diferența de potențial dintre două puncte ale câmpului este egal cu 1 în cazul în care atunci când se deplasează în taxa de Cl 1 de la un punct la altul câmp electric efectuează lucrarea în 1 J.

• intensitatea câmpului electric este diferența de potențial pe unitatea de lungime de-a lungul unei linii de tensiune:

• Suprafața Ekvіpotentsіalna - este suprafața în toate punctele în care potențialul câmpului electrostatic are aceeași valoare.

1. subminarea-1: § 4; consecutive-2: § 3 (n 2, 3).

Rіv1 № 2.7; 2.8; 2.9; 2.10.

Rіv2 № 2,35; 2,36; 2.37, 2.38.

Numărul Rіv3 2,47, 2,48; 2,49; 2.53.