Дайте определение точечного, элементарного, пробного заряда.
Точечный заряд – заряженное тело, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстоянием до других заряженных тел.
Пробный точечный заряд – заряд, достаточно малый, чтобы не искажать поле, измеряемое с его помощью.
Элементарный электрический заряд e – это минимальная порция электрического заряда, то есть, заряд, переносимый одним протоном или одним электроном.
Сформулируйте основной закон электростатики.
Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов пропорциональна величине каждого из зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Что такое напряженность электрического поля? В каких единицах она измеряется? Выведите формулу напряженности поля одиночного точечного заряда.
Напряженность электрического поля в данной точке равна силе, действующей на единичный положительный пробный точечный заряд, помещенный в эту точку поля. Напряженность – силовая характеристика поля.
Напряженность измеряется в Н/Кл или В/м.
Пусть q – точечный заряд, а – пробный точечный заряд. Чтобы исследовать поле, поместим пробный точечный заряд:
По закону Кулона и по формуле = и = , тогда сократится и останется
Тогда Е=
В чем заключается принцип суперпозиции для электрических полей? Привидите пример его применения.
Напряженность результирующего электрического поля равна векторной сумме напряженности полей, созданных отдельными зарядами.
=
Что такое линии напряженности и как они направлены?
Линии напряженности – это линии, касательные к которым в каждой точке сонаправлены с вектором напряженности в этой точке.
Свойства:
1. Их можно провести через любую точку поля.
2. Они не могут пересекаться, т.к. в каждой точке напряженность имеет определенное направление.
3. Силовые линии электростатического поля не замкнуты. Они начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных. Они также могут уходить на бесконечность и приходить из бесконечности.
8. Какое поле называется потенциальным?
Поля, работы сил которых не зависит от траектории движения материальной точки и определяется только положением начальной и конечных точек пути называются потенциальными.
Что называется разностью потенциалов, потенциалом электрического поля? Чему равен потенциал поля одиночного точечного заряда?
Потенциал электростатического поля в данной точке – это величина, численно равная потенциальной энергии единичного положительного пробного точечного заряда, помещенного в данную точку.
Разность потенциалов двух точек 1 и 2 в электростатическом поле определяется работой, совершаемой силами поля, при перемещении единичного положительного заряда из точки 1 в 2.
Потенциал электростатического поля точечного заряда Q в точке A, удаленной на расстояние r от заряда Q, определяется формулой:
Что такое эквипотенциальная поверхность? Докажите, что линии напряженности электростатического поля перпендикулярны к эквипотенциальным поверхностям.
Эквипотенциальная поверхность – поверхность, все точки которой имеют одинаковый потенциал, для которой ϕ(x, y, z) = const. При пересечении ее с плоскостью чертежа говорят об эквипотенциальной линии, или эквипотенциали.
Работа по перемещению заряда по эквипотенциальной поверхности равна нулю по определению потенциала и по определению эквипотенциальной поверхности.
В то же время элементарная работа (работа на бесконечно малом участке) равна скалярному произведению вектора перемещения на вектор силы.
Вектор силы колинеарен с вектором напряженности, и если вектор напряженности не перпендикулярен вектору перемещения вдоль эквипотенциальной поверхности, то работа не будет равна нулю, что противоречит сказанному выше.
Вывод:
В каждой точке пространства эквипотенциальные поверхности перпендикулярны вектору напряженности электрического поля.