Основные характеристики электрического поля
Пояснения к карте-схеме 10
Один или система зарядов, расположенных произвольным образом в некотором объеме, создают в окружающем пространстве электрическое поле. Основной силовой характеристикой поля (определяет силовое действие поля на заряды) является напряженность , а энергетической характеристикой поля (определяется работой по переносу заряда) – потенциал φ. Кроме и φ для характеристики электрического поля вводится вектор электрического смещения , позволяющий получить некоторые соотношения, справедливые для любой среды независимо от значения электрической проницаемости.
Расчет электрического поля по заданному распределению точечных зарядов (так называемая прямая задача) можно произвести с помощью суперпозиции. Поскольку любую систему зарядов можно свести к совокупности точечных (разбив протяженные заряды на достаточно малые), то принцип суперпозиции позволяет вычислить напряженность поля, создаваемого системой заряженных тел произвольных размеров. В ряде случаев задача решается более просто с помощью теоремы Гаусса.
Вопросы для самопроверки
1. Как формулируется прямая задача электростатики? Какими методами она решается?
2. Назовите характеристики электрического поля. Как они связаны между собой?
3. Сформулируйте закон Кулона. Как он применяется?
4. Когда применяется теорема Гаусса? Как она формулируется?
5. Какими двумя способами выражается работа в электрическом поле?
6. Как используется связь и φ при расчете поля диполя?
10. Карта-схема проработки темы: «Основные характеристики электрического поля»
| ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛЯ | ПОТОК ВЕКТОРОВ и | ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЛЯ | |||
| Вектор напряженности электрического поля | Вектор смещения | Потенциал φ. Связь потенциала φ с напряженностью поля . Эквипотенциальные поверхности. | |||
| СВЯЗЬ ВЕКТОРОВ и | РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ | ||||
| Точечные заряды. Закон Кулона. Понятия силового поля как вида материи. Применение принципа суперпозиции. | РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ | РАБОТА А | ДИПОЛЬ | ||||
| Расчет поля, создаваемого системой точечных зарядов с помощью принципа суперпозиции. | Теорема Гаусса. Расчет поля, создаваемого протяженными заряженными телами с помощью теоремы Гаусса. | Работа в электрическом поле. Потенциальная энергия взаимодействия системы зарядов. | Электрический диполь и расчет поля диполя. Диполь во внешнем электрическом поле. | ||||
| ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРЕМЫ ГАУССА ДЛЯ РАСЧЕТА ЭЛ. ПОЛЕЙ | ||
| План применения теоремы Гаусса: 1. Принцип симметрии. 2. Выбор замкнутой поверхности. 3. Поток – по определению. 4. Поток – по теореме Гаусса. 5. Нахождение и | ||
| ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕОРЕМЫ ГАУССА | ||
| Плоскости. | Сфера. Шар. | Нить. Цилиндр. |
11. ДИЭЛЕКТРИКИ И ПРОВОДНИКИ В
ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ