Напряженность поля точечного заряда

Напряженность поля точечного заряда - student2.ru Задача - найти напряженность поля, созданного в точке точечным зарядом q.


Решение:

а) поместим в точку Напряженность поля точечного заряда - student2.ru пробный заряд qпр и найдем по закону Кулона (9.2.2) силу,
действующую на пробный заряд:

Напряженность поля точечного заряда - student2.ru ;


б) воспользуемся определением напряженности электрического поля (9.3.3):

Напряженность поля точечного заряда - student2.ru .


Для модуля напряженности:

Напряженность поля точечного заряда - student2.ru .


Ответ: напряженность поля, созданного в точке Напряженность поля точечного заряда - student2.ru точечным зарядом q, прямо пропорциональна величине этого заряда (создающего поле, заряда - источника поля) и обратно пропорциональна квадрату расстояния от заряда - источника поля до точки, где ищется поле.

!!! Пробный заряд в ответ не входит!

Напряженность поля точечного заряда - student2.ru .

Линии напряженности

Для графического изображения электрического поля используются линии напряженности (силовые линии). Их строят по следующим правилам:

9.3.8.1. Линии напряженности начинаются на положительных зарядах, заканчиваются на отрицательных или уходят в бесконечность.  
   
9.3.8.2. Вектор напряженности направлен по касательной к линии напряженности в каждой точке.  
   
9.3.8.3. Густота линий пропорциональна модулю напряженности электрического поля.  
   

Линии напряженности точечных зарядов

Напряженность поля точечного заряда - student2.ru а) поле положительного заряда   Напряженность поля точечного заряда - student2.ru б) поле отрицательного заряда
Напряженность поля точечного заряда - student2.ru в) поле двух разноименных зарядов   Напряженность поля точечного заряда - student2.ru г) поле двух одноименных зарядов

Теорема Гаусса

Поток вектора напряжeнности электрического поля

9.4.1.1. - Поток вектора Напряженность поля точечного заряда - student2.ru для однородного поля

Для Напряженность поля точечного заряда - student2.ru

Напряженность поля точечного заряда - student2.ru

Напряженность поля точечного заряда - student2.ru


Здесь Напряженность поля точечного заряда - student2.ru - вектор нормали к поверхности S.

9.4.1.2. Поток вектора Напряженность поля точечного заряда - student2.ru через бесконечно малую площадку в неоднородном поле

Напряженность поля точечного заряда - student2.ru Как и в (9.4.1.1): Напряженность поля точечного заряда - student2.ru Напряженность поля точечного заряда - student2.ru

9.4.1.3. Поток вектора Напряженность поля точечного заряда - student2.ru через произвольную поверхность в неоднородном поле

Напряженность поля точечного заряда - student2.ru

9.4.1.4. Поток пропорционален числу силовых линий
Ф пропорционален числу линий напряженности, проходящих через площадь S (9.3.3) и (9.3.8)

9.4.2. Поток вектора Напряженность поля точечного заряда - student2.ru через сферу (для поля точечного заряда).

9.4.2.1. Заряд - в центре сферы
На поверхности сферы поле постоянно по величине (9.3.7.):

Напряженность поля точечного заряда - student2.ru .

В любой точке сферы поле направлено перпендикулярно ее поверхности, т.е.

Напряженность поля точечного заряда - student2.ru .

Напряженность поля точечного заряда - student2.ru Из (9.4.1.3): Напряженность поля точечного заряда - student2.ru

Мы получили, что:

Напряженность поля точечного заряда - student2.ru .

Заряд в произвольном месте внутри сферы

Напряженность поля точечного заряда - student2.ru .

Поток Ф пропорционален числу силовых линий, проходящих через сферу, а их число не изменяется при изменении положения заряда внутри сферы, т.е. поток тоже будет постоянным:

Напряженность поля точечного заряда - student2.ru .

9.4.2.3. Поток вектора Е поля точечного заряда через "измятую" сферу - произвольную поверхность
Число проходящих через "измятую" сферу силовых линий не изменилось, т.е.

Напряженность поля точечного заряда - student2.ru .

Эта формула верна для потока вектора Е поля точечного заряда, расположенного ВНУТРИ замкнутой поверхности произвольной формы.


"Измятая" сфера:

Напряженность поля точечного заряда - student2.ru

Наши рекомендации