Электрическое поле, его силовая характеристика, напряженность.

Электрическое поле – это материальная среда, передающая взаимодействие электрических зарядов в соответствии с законом Кулона. Электрическое поле действует только на электрические заряды и может быть исследовано с помощью пробного заряда - небольшого по величине положительного заряда, чтобы он как можно меньше искажал исследуемое поле. Сила, действующая на пробный заряд пропорциональна величине этого пробного заряда.

Коэффициент пропорциональности служит силовой характеристикой поля в данной точке и называется напряженностью электрического поля. Напряженность векторная величина, вектор напряженности направлен туда же куда и вектор силы. Напряженность измеряется силой действующей на единичный пробный заряд, помещенный в данную точку поля, ее можно найти по закону Кулона:

значит

Здесь q – заряд создающий поле, r – расстояние от данной точки поля до заряда; если заряд распределен на поверхности шара, то r – расстояние от данной точки поля до центра шара, причем внутри шара поля нет и напряженность равна нулю. Если поле создано несколькими зарядами, то напряженность в любой его точки равна геометрической сумме напряженности, созданных в этой точке каждым зарядом в отдельности.

Линии напряженности, однородное поле.

Можно изображать электрическое поле с помощью векторов напряженности, но не всегда удобно. Фарадей предложил изображать электрическое поле с помощью силовых линий или линий напряженности.

Это такие линии по касательной к каждой точке которых располагаются векторы напряженности. Линии напряженности считают направленными туда, куда указывают векторы напряженности. Графически изображая поле следует помнить:

1. линии напряженности нигде не пересекаются;

2. начинаются линии на положительных зарядах или в бесконечности, а заканчиваются на отрицательных или в бесконечности;

Между зарядами нигде не прерываются.

При расчетах условно считают, что через единицу площади перпендикулярной линиям проходит число линий равное напряженности, в том месте, где находится эта поверхность. Электрическое поле, вектор напряженности во всех точках которого одинаковы по величине и направлению называется однородным. Линии напряженности однородного поля параллельны и располагаются на одинаковых расстояниях друг от друга. Однородным является поле между двумя разноименно заряженными пластинами, если размеры пластин больше по сравнению с расстоянием между ними.

 

ЗАДАЧИ К БЛОКУ 6

1. Два равных положительных заряда находятся на расстоянии 10 см друг от друга и отталкиваются с силой 1000 н. Определить величину каждого заряда.

Дано:

r=10 см =10× 10^{-2 м}

F = 1000 н =10³ н

________________

q₁ = q₂ = q –?

Решение:

Если не указана среда, то следует считать, что заряды находятся в воздухе или в вакууме: e =1. Запишем формулу закона Кулона с учетом, что q₁ =q₂ =q; откуда

Подставим значения:

Ответ: 3, 3× 10^-5 Кл

Действия над размерностями:

 

2. Ядро какого атома имеет электрический заряд равный 1, 312× 10^-17 Кл.

Дано:

q = 1, 312× 10^-17 К

e = 1, 660× 10^-19 Кл

_______________

n₀ -?

Решение:

Найдем сколько элементарных зарядов содержит данное ядро

Искомый элемент занимает 82 место в таблице Менделеева, значит это свинец.

3. На заряд 4× 10^-8 Кл в некоторой точке электрического поля другого заряда действует сила 0, 03 Н. Определить напряженность поля второго заряда в данной точке.

Дано:

q₁ = 4× 10^-8 Кл

F = 0, 03 Н

___________

Е -?

Решение:

Сила, действующая на заряд, помещенный в данную точку поля пропорциональна величине этого заряда. Коэффициент пропорциональности есть силовая характеристика поля в данной точке, т.е. напряженность.

откуда

Ответ: 7, 5 × 10⁵ Н/Кл

4. Определить напряженность электрического поля точечного заряда 2, 7× 10^-6 Кл на расстоянии 10 см. Заряд находится в воде.

Дано:

q =2.7× 10^-6Кл

r =10 см =0, 1 м

e = 81

_______________

Е -?

Решение:

Примечание: e₀ - выражается дробью:

А чтобы разделить на дробь, надо разделить на числитель и умножить на знаменатель, поэтому 1 Кл² остается в знаменателе, а “отбрасывается” в числитель.

5. Два заряда – 20 Нкл и 0, 16 мкКл помещены на расстояние 5 см друг от друга. Какова напряженность поля в точке, удаленной от первого заряда на 3 см, а от второго на 4 см.

Дано:

q₁ = 20× 10^-9 Кл

q₂ = 0, 16× 10^-6 Кл

l = 5× 10^{-2 м}

r₁ = 3× 10^{-2 м}

r₂ = 4× 10^{-2 м}

____________

Е -?

Решение:

Если поле создано несколькими зарядами, то напряженность в любой его точке равна геометрической сумме напряженностей, созданных в этой точке каждым зарядом в отдельности. Найдем напряженность, созданную каждым зарядом в отдельности.

Так как стороны равны: 3; 4; 5 единицы измерения, то это треугольник прямоугольный и абсолютное значение результирующего можно найти по теореме Пифагора:

Ответ: 9, 2 × 10⁵ Н/Кл.

БЛОК 7

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. A. Оценка будущей стоимости денежного потока с позиции текущего момента времени
2. A. Смещение суставной головки через вершину суставного бугорка на передний его скат
3. A.27. Процедура ручной регулировки зеркала заднего вида
4. B. С нарушением непрерывности только переднего полукольца
5. Cсрочный трудовой договор и сфера его действия.
6. F. Оценка будущей стоимости денежного потока с позиции текущего момента времени
7. G) определение путей эффективного вложения капитала, оценка степени рационального его использования
8. H) Такая фаза круговорота, где устанавливаются количественные соотношения, прежде всего при производстве разных благ в соответствии с видами человеческих потребностей.
9. I. МИРОВОЗЗРЕНИЕ И ЕГО ИСТОРИЧЕСКИЕ ТИПЫ
10. I. ПОЛОЖЕНИЯ И НОРМЫ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА, В ОБЛАСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ПРОПАГАНДЫ И ОБУЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ МЕРАМ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
11. I. Рабочее тело и параметры его состояния. Основные законы идеального газа.
12. III ПУТЬ ПРЯМОГО ВНУТРЕННЕГО ОПЫТА