Закон сохранения заряда

В изолированной системе алгебраическая зарядов всех частиц сохраняется.

Закон Кулона.

Если расстояние между телами во много раз больше их размеров, то ни форма, ни размеры заряженных тел существенно не влияют на взаимодействие между ними. В таком случае заряженные частицы считаются точечными зарядами.

(Для точечных зарядов вакууме)

Коэффициент пропорциональности, численно равный силе взаимодействия единичных зарядов на расстоянии равном единице длинны.

Электрическое поле – электрическое поле неподвижных зарядов. Оно не меняется со временем. Оно существует в пространстве и неразрывно с ним связанно.

Напряженность – силовая характеристика поля в точке пространства [Е]=Н/Кл.

Направление:

+

-

А

А

Принцип суперпозиции полей:

-

+

 

 

A

 

Силовые линии:

Непрерывные линии касательная к которым в каждой точке, через которую они проходят совпадают с векторами напряженности.

· умозрительны;

· вектор напряженности направлен по касательной к силовым линиям;

· линии строятся на основе принципа суперпозиции;

· поле однородное если напряженность одинакова во всех точках (линии параллельны);

· густота силовых линий больше вблизи заряженных тел, где напряженность также больше.

 

 

Практическое занятие № 9

Наименование занятия:Энергия электрического поля.

Цель занятия: применение теоретических знаний для решения задач.

Подготовка: лекция № 10. Касьянов В.А. Физика-10 § 62-66.

В-1

Задание на занятие:

1. Какую опасность представляют обесточенные цепи с имеющимися в них конденсаторами? Что необходимо предпринять после размыкания цепи?

2. Электрическое поле совершает работу в 45 мкДж при перемещении заряда между точками с разностью потенциалов 2,5 МВ. Чему равен этот заряд?

3. В однородном электрическом поле напряженностью 4,5 кВ/м переместили заряд 45000 пКл. Найдите изменение потенциальной энергии заряда, работу поля и разность потенциалов между начальной и конечной точками перемещения.

4. Расстояние между двумя точками, лежащими на одной линии напряженности однородного электрического поля, равно 17 см. Напряжение между этими точками 4 кВ. Какова напряженность поля?

5. На пластинах А и В, расположенных параллельно на расстоянии 20 см друг от друга, поддерживаются потенциалы +50 В и -50 В. Найдите насколько изменится напряженность поля на участках АС и СВ, если между пластинами А и В поместить заземленную пластину С на расстоянии 13 см от пластины А.

6. Пластины плоского конденсатора разделены слоем парафина толщиной 5 мм. Найти поверхностную плотность заряда на пластинах, если на конденсатор подано напряжение 2,5 кВ.

7. Конденсатору емкостью 12 мФ сообщили заряд 3 мкКл. Какова энергия заряженного конденсатора?

8. Какой заряд был сообщен плоскому конденсатору емкостью 15 пФ, если напряженность поля между пластинами равна 80 кВ/м, а а расстояние между пластинами 6 мм?

 

В-2

Задание на занятие:

1. Почему незаряженные легкие кусочки бумаги притягиваются к заряженным телам независимо от знака их заряда?

2. Какую работу надо совершить, чтобы перенести заряд 12 мкКл из бесконечности в точку поля, удаленную от центра заряженного шара на 144 см. Заряд шара 56 пКл.

3. При перемещении электрона в ускоряющем электрическом поле возникла разность потенциалов 150 В. Найти кинетическую энергию электрона, изменение его потенциальной энергии и приобретенную скорость. Начальную скорость считать равной нулю.

4. Какова напряженность электрического поля внутри плоского воздушного конденсатора, если его заряд равен 2 мкКл, а площадь пластин 200 ?

5. Между двумя пластинами, расположенными горизонтально в вакууме на расстоянии 7 мм друг от друга, находится отрицательно заряженная капля воды объемом 0,1 . Сколько «избыточных» электронов имеет капелька, если разность потенциалов между пластинами 300 В?

6. Найти ёмкость плоского конденсатора, состоящего из двух круглых пластин диаметром 22 см, разделенных прослойкой из слюды, толщиной 2 мм.

7. Конденсатор емкостью 15 мФ зарядили до напряжения 400 В. Какова энергия заряженного конденсатора?

8. Пять точек соединены попарно конденсаторами емкости С. Какая емкость между любыми двумя из этих точек ? Каким будет ответ для произвольного числа точек n?

 

Содержание отчёта:

1. Записать наименование и цель занятия.

2. Ответить на контрольные вопросы и получить допуск к работе.

3. Выполнить задания.

Контрольные вопросы:

1) Потенциальная энергия взаимодействия точечных зарядов.

2) Чему равна работа поля на замкнутой траектории?

3) Что такое электроёмкость? Формулы.

4) Что такое конденсатор?

5) Соединения конденсаторов (Сделать чертеж. Записать формулы).

6) Потенциальная энергия взаимодействия заряда с полем.

7) Определение потенциала. Формула.

8) Разность потенциалов между двумя точками электростатического поля или напряжение.

9) Эквипотенциальные поверхности.

10) Энергия заряженного конденсатора.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Электростатическое поле - эл. поле неподвижного заряда. Сила, действующая на заряд, перемещает его, совершая работу.