Электростатика Часть 1 10 класс профиль

Способы электризации тел Трением Тела приобретают противоположные по знаку заряды Соприкосновением Тела приобретают одинаковые по знаку заряды Электростатическая индукция Тела приобретают противоположные по знаку заряды

Заряд тела Тела приобретают заряды в результате перераспределения электронов между телами. q = N e N – число избыточных или недостаточных электронов е – элементарный заряд

Закон сохранения заряда q 1, q 2 – заряды тел до соприкосновения q 1, q 2 – заряды тел после соприкосновения

Закон Кулона Неподвижные заряженные тела взаимодействуют с силой, прямо пропорциональной модулям зарядов тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между телами.

Направление кулоновской силы Сила взаимодействия неподвижных зарядов направлена вдоль прямой, соединяющей точечные заряды. Одноименные заряды отталкиваются, разноименные притягиваются

Электрическая постоянная k - величина, равная силе взаимодействия двух точечных зарядов в 1 Кл, находящихся в вакууме на расстоянии 1 м. ε 0 – электрическая постоянная

Принцип суперпозиции Если поле создано несколькими зарядами, то сила действия на пробный заряд равна геометрической сумме сил, действующих со стороны каждого заряда

q 1 F 3,1 q 3 F 3,2 q 2 q 1 q 2 F 3,2 q 3 F 3,1 q1q2q1q2 F 3,2 q 3 F F 3,1

Напряженность электрического поля Напряженность – векторная величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и равная отношению силы, действующей на пробный заряд, к величине этого заряда. [E] = 1 Н/Кл = 1 В/м Пробный заряд q > 0

Силовые линии электрического поля Библиотека наглядных пособий «Демонстрация силовых линий электрического поля» Силовая линия – линия, касательная к которой в каждой точке направлена вдоль вектора напряженности Направление силовых линий: начинаются на положительном заряде и заканчиваются либо на отрицательном заряде или в бесконечности Библиотека наглядных пособий «Интерактивная модель поля точечных зарядов»

Напряженность поля, созданного точечными зарядами Q – заряд, создающий поле, q – пробный заряд 1)Поле создано положительным зарядом 2) Поле создано отрицательным зарядом

Напряженность поля, созданного двумя точечными зарядами

Напряженность поля, созданного заряженным шаром Поверхностная плотность заряда – отношение заряда к площади поверхности [σ] = Кл/кв.м

Напряженность поля, созданного заряженной плоскостью

Напряженность поля между двумя заряженными плоскостями + Q- Q 02E 1 0

Электростатика часть 2 10 класс

Проводники в электрическом поле - + По принципу суперпозиции полей общая напряженность Е = Е 0 – Е вн = 0

Электростатическая защита

Диэлектрики Виды диэлектриков: Полярные (диполи) Неполярные

Полярные диэлектрики в электрическом поле

Диэлектрическая проницаемость Е = Е 0 – Е 1, Е < Е 0 Диэлектрическая проницаемость вещества показывает, во сколько раз электрическое поле в диэлектрике меньше электрического поля в вакууме

Диэлектрическая проницаемость веществ Вещество Проницаемость Вода 81 Керосин 2,1 Масло машинное 2,5 Парафин 2 Слюда 7

Сила и напряженность поля в диэлектрике 1. Взаимодействие точечных зарядов 2. Напряженность поля, созданного точечным зарядом

3. Напряженность поля заряженного шара 4. Напряженность поля заряженной плоскости 5. Напряженность поля двух плоскостей

Работа поля по перемещению заряда +E-+E- F α s 1. Работа может быть отрицательной и положительной A = Fs cost A = Eqs cost A = Eq(d 1 – d 2 ) 2. Работа не зависит от траектории движения 3. Работа на замкнутой траектории равна 0

Потенциальная энергия -Электрическое поле потенциально Потенциальная энергия однородного электрического поля: W p = Eqd Потенциал электрического поля в данной точке: Потенциал однородного поля ϕ = Ed [ϕ] = 1 В

Связь работы электрического поля по перемещению заряда с потенциальной энергией: A = Eqd 1 – Eqd 2 = W 1 – W 2 A = - Δ W p Связь работы электрического поля с потенциалом: A = q(ϕ 1 – ϕ 2 ) ϕ 1 – ϕ 2 = U – разность потенциалов или напряжение

-Электрическое поле консервативно: Выполняется закон сохранения энергии

Связь напряжения и напряженности При перемещении заряда на расстояние d вдоль силовых линий поля напряженностью Е U = Ed

Эквипотенциальные поверхности Е s ϕ 1 ϕ 2 A = q(ϕ 1 – ϕ 2 ) α = 90° A = 0 ϕ 1 = ϕ 2 Поверхности точек с равными потенциалами называются эквипотенциальными

Электрическое неоднородное поле -Потенциал поля точечного заряда - Потенциальная энергия -Работа по перемещению заряда

Электроемкость Электроемкость проводника – способность накапливать электрический заряд 1. Электроемкость прямо пропорциональна заряду 2. Электроемкость обратно пропорциональна потенциалу поля

Единицы измерения емкости [C] = 1 Ф (фарад) Микро Нано Пико

Конденсаторы Конденсатор (от лат. Condensator – сгущает, уплотняет) – устройство для накопления заряда и энергии.

Электроемкость конденсатора Электроемкость конденсатора зависит: 1. От величины заряда C ~ q 2. От напряжения между пластинами C ~ Электроемкость конденсатора

Электроемкость плоского конденсатора Электроемкость плоского конденсатора зависит от геометрических размеров 1. C ~ S (площадь пластин) 2. C ~ ε (диэлектрическая проницаемость) 3. C ~(расстояние между пластинами)

Энергия заряженного конденсатора Т.к. энергия однородного поля равна W p = Eqd, то для одной пластины W p = Eqd/2

1. Если конденсатор отключен от источника напряжения, то q = const Пример: расстояние между пластинами уменьшили в 2 раза. Как изменились емкость, напряжение, напряженность, энергия поля? Емкость Увеличилась Напряжениеуменьшилось Напряженность Не изменилась Энергия электрического поля Уменьшилось

2. Если конденсатор не отключен от источника напряжения, то U = const Пример: Как изменятся емкость, заряд, напряженность и энергия поля при удалении диэлектрика с ε? Емкостьуменьшилась Зарядуменьшился Напряженность Не изменилась Энергия электрического поля уменьшилась

Соединение конденсаторов 1. Последовательное q 1 = q 2 U = U 1 + U 2

2. Параллельное U = U 1 = U 2 q = q 1 + q 2 CU = C 1 U + C 2 U C = C 1 + C 2