Любой точке эсп направлена параллельно прямой соединяющей эту точку и точечный заряд создающий поле

Напряженность электрического поля — векторная характеристика поля, сила, действующая на единичный покоящийся в данной системе отсчета электрический заряд. Напряженность определяется по формуле:

где — напряженность поля; — сила, действующая на помещенный в данную точку поля за­ряд q. Направление вектора совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд, и противоположно направлению силы, действующей на отрицательный заряд. Единицей напряженности в СИ является вольт на метр (В/м).

Видео:Урок 218. Напряженность электрического поляСкачать

Напряженность поля точечного заряда.

Согласно закону Кулона, точечный заряд q₀ действует на другой заряд с силой, равной

Модуль напряженности поля точечного заряда q₀ на расстоянии r от него равен:

,

Вектор напряженности в любой точке электрического поля направлен вдоль прямой, соединяющей эту точку и заряд:

Видео:Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Силовые линии электрического поля. 10 класс.Скачать

§ 1.9. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей

Напряженность электрического поля

Электрическое поле обнаруживается по силам, действующим на электрический заряд. Можно утверждать, что мы знаем о поле все, что нужно, если будем знать силу, действующую на любой заряд в любой точке поля. Поэтому надо ввести такую характеристику поля, знание которой позволит определить эту силу.

Утверждение о реальности электрического поля состоит в том, что поле существует в определенной области пространства и тогда, когда электрических зарядов в этой области нет.

Если поочередно помещать в одну и ту же точку поля небольшие (пробные) заряженные тела, то обнаружится, что сила, действующая на электрический заряд со стороны поля, прямо пропорциональна этому заряду.

Действительно, пусть поле создается точечным зарядом q₁. Положение произвольной точки А в поле можно задать радиусом-вектором . Если поместить в точку А пробный заряд q, то на него будет действовать сила . Согласно закону Кулона эта сила пропорциональна заряду q:

Поэтому отношение силы, действующей на помещаемый в данную точку поля заряд, к этому заряду в любой точке поля не зависит от помещенного заряда и может рассматриваться как характеристика поля. Эту силовую характеристику поля называют напряженностью электрического поля.

Подобно силе, напряженность поля — векторная величина, ее обозначают буквой . Согласно определению напряженность поля равна:

Напряженность поля равна отношению силы, с которой поле действует на точечный заряд, к этому заряду.

В каждой точке поля напряженность имеет определенное значение. Это означает, что напряженность поля зависит от координат: = (х, у, г). В случае переменных полей она зависит еще от времени.

Из формулы (1.9.2) видно, что сила, действующая на заряд q со стороны электрического поля, равна;

Если q > О, то векторы и направлены в одну и ту же сторону (рис. 1.20); при q 0 (см. рис. 1.22, а), и к заряду, если q

Подчеркнем, что принцип суперпозиции не является тривиальным. Поля, удовлетворяющие этому принципу, называются линейными**.

У линейных полей отсутствуют взаимодействия между отдельными участками поля: поле не действует само на себя. Электромагнитное поле линейно. Но гравитационное поле в теории тяготения Эйнштейна является нелинейным. Нелинейно также поле, осуществляющее сильные взаимодействия между кварками.

Введение электрического поля позволяет задачу вычисления сил взаимодействия заряженных частиц разбить на две части. Сначала вычисляют напряженность поля, созданного зарядами, а затем по известной напряженности определяют силы. Такое разделение задачи на части обычно облегчает расчеты сил.

* В СИ единицу напряженности электрического поля принято устанавливать на основе единицы разности потенциалов (см. § 1.19).

** Поля являются линейными, если уравнения, описывающие их эволюцию или распределение в пространстве, линейны, т. е. не содержат квадратов и более высоких степеней рассматриваемых величин.

Видео:НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ суперпозиция полейСкачать

Урок по физике на тему «ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ. НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ»(10 класс)

Видео:Электрическое поле. Принцип суперпозиции полей | Физика 10 класс #45 | ИнфоурокСкачать

«Календарь счастливой жизни:
инструменты и механизм работы
для достижения своих целей»

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ. НАПРЯЖЕННОСТЬ ПОЛЯ

Образовательные: сформировать понятия электростатического поля, напряженности и силовых линий электростатического поля, раскрыть физический смысл этих понятий; систематизировать знания учащихся о законах, описывающих свойства электростатического поля; оценить возможность применения полученных знаний при рассмотрении конкретных примеров проявления электростатического поля.

Развивающие: совершенствовать умения самостоятельно работать с дополнительной литературой по предмету; развивать мышление и логику при работе с табличным материалом; развивать интерес к исследовательской работе по предмету.

Воспитательные: продолжить формирование интереса к изучению законов электродинамики; развивать коммуникативные способности и творческую активность.

Тип занятия: изучения нового материала.

Форма организации познавательной деятельности учащихся:

Основной методологический подход к организации учебного процесса на занятии: коммуникативный.

1. Организационный момент

2. Проверка домашнего задания

3. Актуализация опорных знаний

5. Изучение нового материала

6. Домашнее задание

1. Организационный момент. Приветствие учащихся, проверка готовности учащихся к занятию.

2. Проверка домашнего задания.

Дано: Решение:

= 20,0нКл = На шарик действуют две противоположные

=20,0 Кл силы: сила тяжести и сила натяжения нити

m = 60,0 мг = + = 0 , тогда их модули = mg .

= 60,0 кг После того как шарик зарядили зарядом , а

r = 15 см = 15 м ниже на вертикали разместили второй шар с

= Т зарядом , равновесие первого шара

= 2Т наступит при условии: + + = 0,

– ? где натяжение нити удвоится = 2 mg .

Следовательно, = + или 2 mg = mg + k , k = mg .

Таким образом, расчетное уравнение примет вид: = .

= = 4,9 (Кл).

Ответ: = 4,9 Кл.

3. Актуализация опорных знаний.

– Какой заряд называется точечным? (Точечный заряд – заряд такого заряженного тела, размеры которого значительно меньше расстояния от этого тела до точки наблюдения и до других тел (т. е. размерами заряженного тела в условиях данной задачи можно пренебречь).

– Сформулируйте закон Кулона и запишите его. (Модули сил взаимодействия двух неподвижных точечных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональны произведению модулей зарядов этих тел, обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними, а сами силы направлены вдоль прямой, соединяющей эти тела, являясь силами отталкивания для одноименных зарядов и силами притяжения для разноименных: F = k ).

– Для каких зарядов справедлив закон Кулона? (Закон Кулона

справедлив для неподвижных точечных зарядов и сферических тел с равномерным распределением заряда по поверхности или объему).

4. Целеполагание. Цель данного занятия : сформировать понятия электростатического поля, напряженности и силовых линий электростатического поля, раскрыть физический смысл этих понятий; систематизировать знания учащихся о законах, описывающих свойства электростатического поля; оценить возможность применения полученных знаний при рассмотрении конкретных примеров проявления электростатического поля.

5. Изучение нового материала. Заряженные тела и частицы, которые кратко называются зарядами, взаимодействуют друг с другом. Это подтверждают многочисленные опыты, а закон Кулона позволяет определить силы взаимодействие неподвижных точечных зарядов.

Первым, кто догадался, что «тела действуют друг на друга на расстоянии посредством обращения окружающей среды в состоянии напряжения», был выдающийся английский ученый Майкл Фарадей. Обобщая результаты собственных исследований, Фарадей ввел в физику новое понятие – поле. Математическую завершенность идее Фарадея об изменении состояния пространства вблизи заряженных тел (частиц) и возникновение новой сущности, впоследствии названым электромагнитным полем, придал его гениальный соотечественник и преемник Джемс Клерк Максвелл.

Электрический заряд, создающий в окружающем пространстве электрическое поле, называют источником поля и часто обозначают символам . Электрическое поле оказывает силовые действие на любой другой заряд , помещенный в него.

Самая существенная особенность электрического поля – его материальность, т.е. электрическое поле – вид материи.

Поле, создаваемое неподвижным относительно используемой инерциальной системы отсчета электрическими зарядами, называют электростатическим полем.

Чтобы исследовать электростатическое поле, создаваемое зарядом , поместив в это поле заряд , называемый пробный. Под пробным зарядом понимают заряд, модуль которого достаточно мал ( ) и собственное поле и не меняет существенно распределение остальных зарядов, создающих исследуемое поле. Пробный заряд должен быть точечным, чтобы можно было исследовать поле в малых областях пространства. Пробный заряд может быть как положительным, так и отрицательным.

Отношение силы, действующей на помещенный в некоторую точку поля пробный заряд, к значению этого заряда для данной точки поле остаётся неизменным. Это отношение является силовой характеристикой электростатического поля, получившей название напряженность.

Напряженностью электростатического поля в любой его точки называют физическую векторную величину, характеризующую силовые действие поляна вносимые в него заряды и равную отношению силы , с которой поле действует на пробный заряд , находящий в выбранной точке, к значению этого заряда:

.

Единицей напряженности электростатического поля в СИ является ньютон на кулон . В СИ широко используют другое понятие этой единицы – вольт на метр .

Выражение позволяет определить силу, действующую на точеченый заряд , помещенный в электростатическое поле напряженностью , созданное другим точечным зарядом :

.

Напряженность поля, как и сила, величина векторная. Направление напряженности тока совпадает с направление силы, действующей на положительный пробный электрический заряд. Напряженность в любой точке электростатического поля направленная вдоль прямой, соединяющей эту точку и точечный заряд, создающий поле. Напряженность поля, созданного точечным положительным зарядом , направленная от заряда, а напряженность поля, созданного точечным отрицательным зарядом , – к заряду.

Модуль напряженности поля, создаваемого равномерно заряженной сферой, заряд которой , в точках на ее поверхности и вне сферы на расстоянии от её центра определяют по формуле . В точках, находящиеся внутри сферы, как мы увидим дальше, .

Напряжённость электростатического поля, создаваемого равномерно заряженной бесконечной плоскостью, одинакова во всех точках полупространства с каждой стороны от плоскости (при этом = ), а ее модуль = = Е = , где S – площадь некоторого участка плоскости, q – заряд этого участка).

Если заряженные тела, создающие электростатические поля, не меняют своего состояния (распределения электрических зарядов) в зависимости от присутствия или отсутствия других тел, то напряжённость

результирующего поля, образованного наложением рассматриваемых полей в некоторой точке:

= + + . . . + ,

где , , . . . , – напряженности полей в указанной точке, создаваемые 1 – м, 2 – м, 3 – м, . . ., n – м заряженными телом в отсутствие других (как заряженных, так и незаряженных) тел.

Самым простым примером проявления принципа суперпозиции являются электростатические поля, созданные разными точечными зарядами: если в определённой точке пространства электростатические поля создаются системой точечных зарядов, напряжённости которых в указанной точке , , . . . , , то напряженность результирующего поля в этой точке равна векторной сумме напряженностей полей, создаваемых каждым из точечных зарядов системы в отдельности.

Чтобы наглядно отображать распределение поля в пространстве, Фарадеем в 1845 г. был предложен способ изображения электрических полей в виде воображаемых линий, называемых линиями напряжённости (силовыми линиями).

Линии напряжённости – воображаемые направленные линии, касательные к которым в каждой точке поля совпадают по направлению с напряжённостью электростатического поля в той же точке (т. е. с направлением электростатической силы, действующей на положительный заряд).

Очевидно, что через любую точку поля, в которой , можно провести одну и только одну линию напряжённости. В каждой такой точке напряжённость имеет вполне определённое направление.

Электростатическое поле, напряжённость которого в любой его точке одинакова, называют однородным электростатическим полем.

Линии напряжённости электростатического поля не прерываются в пространстве (при отсутствии в нём других зарядов), никогда не пересекаются и не касаются друг друга.

6. Домашнее задание. §15, упр. 13(1).

🔍 Видео

Физика - Магнитное полеСкачать

Силовые линии электрического поляСкачать

Электростатика с нуля за 1 час | физика, подготовка к ЕГЭ | 10, 11 классСкачать

Закон КулонаСкачать

Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Практическая часть. 8 класс.Скачать

Электрическое поле/Напряженность и потенциал поля/Разность потенциалов/Работа поляСкачать

ФИЗИКА 8 класс : Электрическое поле | ВидеоурокСкачать

Физика 10 класс (Урок№27 - Напряжённость и потенциал электростатического поля.Разность потенциалов.)Скачать

Электрическое поле. Напряженность электрического поля. 8 класс.Скачать

Урок 219. Задачи на напряженность электрического поля - 1Скачать

Решение задач по теме "Напряжённость электрического поля. Принцип суперпозиции полей" №1Скачать

Демонстрация: Силовые линии и эквипотенциальные поверхностиСкачать

Выполнялка 89.Задача на нахождение НапряженностиСкачать

физика 10-11 база. лекция 15. Электростатика. Принцип суперпозиции. Линии напряженности.Скачать

Урок 222. Поток вектора напряженности электрического поляСкачать

Напряженность электрического поля [Физзадачи #9]Скачать