Закон сохранения электрического заряда

1 Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда.

Электрический заряд – свойство тел создавать в окружающем пространстве электрическое поле и реагировать на другие электрические поля.

В системе СИ единица заряда (кулон)является не основной, а производной и определяется через основную единицу для измерения электрических величин – единицу силы тока – ампер: 1 Кл = 1 Ас.

Различают два вида зарядов, условно называемых положительными и отрицательными; при этом одноименные заряженные частицы отталкиваются, а разноименные – притягиваются друг к другу.

Закон сохранения электрического заряда. В электрически изолированной системе алгебраическая сумма всех зарядов частиц остается постоянной при любых взаимодействиях между ними.

2 Закон Кулона.

Силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними. Закон Кулона в веществе .

3 Электростатическое поле. Напряженность поля. Принцип суперпозиции полей.

Каждый заряд создает в окружающем его пространстве электрическое поле – особый вид материи. Оно является первичным физическим понятием и не может быть определено через другие физические объекты. Электрическое поле, создаваемое неподвижными зарядами, называется электростатическим. Основные свойства: не существует электростатического поля без зарядов и зарядов без поля; распространяется на все пространство до бесконечности; действует на другие заряды с силами. Напряженность электрического поля – физическая величина, равная отношению силы, с которой электрическое поле действует на точечный электрический заряд, к значению этого заряда.

Принцип суперпозиции электрических полей. Напряженность электрического поля, одновременно создаваемого в некоторой точке пространства несколькими зарядами, равна сумме векторов напряженностей электрических полей, которые создавались бы в этой же точке каждым из зарядов по отдельности

4 Электрический диполь.

Диполем называется совокупность двух равных зарядов противоположного знака (расстояние между зарядами достаточно мало). Его характеризует векторная величина электрический дипольный момент: p=ql , где l расстояние между зарядами. Диполь создает в окружающем пространстве электрическое поле.

5 Теорема Остроградского-Гаусса для электростатического поля в вакууме.

Поток напряженности электростатического поля в вакууме сквозь произвольную замкнутую поверхность, проведенную в поле, пропорционален алгебраической сумме qохв лектрических зарядов, охватываемыхэтой пов-ю:

6.Электростатиическое поле равномерно заряженной пластины и конденсатора.

-поверхностная плотность заряда. (Кл/м2). = dq/ds

Напряженность поле не зависит от длинны.

7.Электростатическое поле

равномерно заряженного бесконечного цилиндра.

- линейная плотность заряда(величина заряд локализованный на1 длинны) (Кл/м).= dq/dl

8.Электростатическое поле равномерно заряженной сферы.

Если r/<R , тогда E=0,если r/>R , тогда

где к = 1/

9.Электростатическое поле равномерно заряженного шара.

- обьемная плотность заряда (величина заряда на 1 обьема) (Кл/м3) =dq/dv

Если ,тогда ,если r = R,то

10 Работа по перемещению электрического заряда в поле. Потенциал поля.

Работа электростатического поля при перемещении заряда по линии напряженности в однородном поле

A = F(d1d2) = qE(d1d2).

Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле (Wp) – физическая величина, равная работе электростатического поля при перемещении заряда из его положения на нулевой уровень. Как правило, в электростатике принимается, что нулевой уровень находится на бесконечности. Работа электростатического поля равна изменению потенциальной энергии заряда, взятому с противоположным знаком:A = – (Wp2Wp1).

Потенциал электростатического поля () – физическая величина, равная отношению потенциальной энергии заряда в поле к его значению. Определяющая формула .

Потенциал — величина скалярная. За его единицу в системе СИ принимается вольт (1 В = 1 Дж/Кл).

11.Взаимосвязь между напряженностью и потенциалом электростатического поля.Эквипотенциальные поверхности.

Знак показывает, что вектор напряженности направлен в сторону убывание потенциала.Напряженность электрического поля – физическая величина, равная отношению силы, с которой электрическое поле действует на точечный электрический заряд, к значению этого заряда. Потенциал электростатического поля () – физическая величина, равная отношению потенциальной энергии заряда в поле к его значению. Потенциал – величина скалярная. (1 В = 1 Дж/Кл). Э. пов.-поверхность во всех точках которой потенциал поля равный. Если происходит перемещение вдоль э.пов.,то работа А=0,следов.вектор Е перпендикулярен вектору dr. Э. пов. обычно проводят т.о.чтобы разность потенциалов между 2-я соседними повер. была одинакова. По густоте э. пов. судят о величине электростатического поля, чем гуще,тем выше напряжение в этой области.

12.Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков.

Диэлектрики- в-ва, которые в обычных условиях не проводят электрический ток.

Различают 3-и типа: 1)неполярные (в-ва имеющ. Симметричное строение). В отсутствии поля «+» и « - » совпадают. В отсутствии внешнего поля дипольный момент равен 0. Если это в-во поместить в поле то происходит поляризация диэлектрика, электрическая оболочка деформируется под действием поля поэтому центры « - » заряда смещается против поля а «+» по полю, в результате получается наведенный дипольный момент . Тепловое движение не оказывает влияние на появление дипольных моментов у неполярных диэлектриков. Это деформационная поляризация. 2) Полярные сост из молекул имеющие явное несимметричное строение. В следствии теплового движения дипольный момент ориентируется хаотически поэтому результирующий дипольный момент =0. Такой вид наз дипольной (ориентационной) поляризацией. Она возрастает при возрастании напряженности, но при возрастании температуры она убывает. 3) В-ва имеющие ионное строение. Ионные кристаллы имеют правила черед. решетки из + и – ионов. Если такой кристалл поместить в поле,то ионная + решетка смещается по полю,а – против поля. Это ионная поляризация. Для диэлектриков поляризация опред по форм. , где - диэлектрическая восприимчивость.

13.В-р поляризации. Связанные заряды и связь их поверхностной плотности с поляризованностью. В-р поляризации предст собой суммарный дипольный момент молекул в одном объёме диэлектриков. . где - диэлектрическая восприимчивость . . В резул поляризации на пов-ти диэлектрика появляются связанные заряды, они входят в состав атомов или молекул. К ним относ заряды ионов в кристаллах ионных диэлектриков. Свободные заряды – носители тока в проводящих средах. Так же к ним относ избыточные заряды, которые сообщают телу при электризации. (Кл/м2) . где, - диэлектрическая проницаемость в-ва, показывает во сколько раз внешнее поле ослабляется за счет поляризации диэлектрика.

14.Эл смещ. Теорема Остроград-Гаусса для электрост-го поля в в-ве. Сегнетоэлектр. Напряженность зависит от св-в среды и на границе раздела диэлектрика вектор напряженности претерпевает скачкообразное изменение. Поэтому используют еще одну физ. вел. - электрическое смещение. .,где .( диэлектрическая проницаемость в-ва). Электрическое смещение от св-в среды не зависит. Оно описывает электрическое поле, создает свободный заряд, заряды распределяются в поле так как и при


наличии диэлектрика. Теорема Остроградского-Гаусса. Поток векторного электрического смещения через замкнутую поверхность = алгебраической сумме свободных эл.зарядов находящихся в этой поверхности.Сегнетоэлектрики – группа в-в ,которые могут обладать самопроизвольной поляризованностью в отсутствии внешнего поля. Сегнетоэлектрики имеют свои особенности : диэлектрическая проницаемость бывает порядка несколько тысяч; диэлектрическая проницаемость зависит от напряжения поля. Поведение поляризованности сегнетоэлектриков аналогично поведению намагниченности ферромагнетиков, след-но их наз иногда фероэлектриками. Сегнетоэлектриками могут быть только кристаллические в-ва у которых отсутс центр симметрии. Вз-вие частиц в кристалле сегнетоэлектрика приводит к тому, что их дипольные моменты спонтанно устанавл параллельно друг другу, однако направления поляризации разных областей бывают различны, след-но результирующий момент может быть равен нулю. Области спонтанной поляризации наз также доменами. t при которой в-во утрачивает необычные св-ва и становится нормальным диэлектриком наз т. Кюри.

15 Проводники в электростатическом поле. Емкость уединенного проводника.

Проводники – вещества, в которых имеются свободные заряды, способные перемещаться под действием электрического поля. Электроемкость уединенного проводника (если проводник находится далеко от друг проводников или заряж. тел) .

16 Конденсатор. Емкость конденсатора. Соединение конденсаторов в батарею.

Конденсаторустройство для накопления значительных по величине разноименных электрических зарядов. Конденсатор состоит из двух проводников (обкладок), разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников.

Электроемкость конденсатора – физическая величина, равная отношению заряда одной из пластин конденсатора (по модулю) к напряжению между его обкладками. Определяющая формула .

Электроемкость — величина скалярная, положительная. В системе СИ ее единица — фарад (1 Ф = 1 Кл/В).

Параллельное соединение конденсаторов.

Последовательное соединение конденсаторов

.

17 Энергия уединенного заряженного проводника и заряженного конденсатора. Энергия поля.

Энергия заряженного конденсатора.

проводника W==. энергию поля, в любом объеме V -надо вычислить интеграл W=,где = .

18 Электрический ток и его характеристики. Классическая электронная теория электро­проводности металлов.

Электрический токнаправленное движение заряженных частиц. Эти частицы называются носителями тока. За направление электрического тока принимается направление движения положительных зарядов. Например, в металлах, где носителями тока являются электроны (отрицательно заряженные), направление тока противоположно направлению их упорядоченного движения.

Условия, необходимые для существования электрического тока:

1) наличие в веществе свободных заряженных частиц. Если положительные и отрицательные заряды связаны внутри нейтрального атома или молекулы, то их перемещение не приведет к появлению электрического тока;

2) наличие внутри вещества силы, действующей на все заряды одного знака в одинаковом направлении. Как правило, такая сила действует на свободные заряды со стороны электрического поля. Если внутри проводника имеется электрическое поле, то концы проводника имеют разные потенциалы (между концами проводника существует разность потенциалов или напряжение).

Ток, не изменяющийся со временем, называется постоянным (соответственно изменяющийся—не постоянным). Для постоянного тока справедливо соотношение I=q/t, где q—заряд переносимый через рассматриваемую поверхность за конечное время t.

Теория: Ме явл хорош электр средами, т.к. огромное число носителей зарядов (е).Эти свободные Е образ из валентн е котор теснее всего связаны с атомами в-ва.

  1. Закон сохранения электрического заряда (2)

    Закон
    Электрический заряд и напряженность электростатического поля (ЭСП), силовые линии. Закон Кулона. Напряженность поля точечного заряда. Плотность электрического заряда: объемная, поверхностная, линейная.
  2. Тема: Электрический заряд и элементарные частицы. Закон сохранения электрического заряда

    Урок
    Учитель: Кому неизвестны слова «Люблю грозу в начале мая…». Действительно, гроза – это величественное явление природы, когда небо прочерчивает зигзаги молний, слышны сильные раскаты грома.
  3. Закон сохранения

    Закон
    В природе существует два типа электрических зарядов: положительные и отрицательные. Одноименные заряды отталкиваются, разноименные заряды притягиваются.
  4. Законы сохранения в механике (2)

    Закон
    Кинематика. Механическое движение. Относительность движения. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Скорость. Ускорение.
  5. Законы сохранения в механике (3)

    Закон
    Равномерное и равноускоренное прямолинейное движение. Свободное падение тел. Ускорение свободного падения. Уравнение прямолинейного равноускоренного движения.
  6. Законы сохранения в механике (4)

    Закон
    Механическая работа. Мощность. Кинетическая энергия. Потенциальная энергия. Закон сохранения энергии в механике. Простые механизмы. Коэффициент полезного действия механизма.
  7. Законы сохранения в механике (1)

    Закон
    Эксперимент и теория в процессе познания природы. Моделирование явлений и объектов природы. Научные гипотезы. Роль математики в физике. Физические законы и границы их применимости.
  8. "Электродинамика. Взаимодействие электрических зарядов "

    Документ
    Оборудование и приборы: электрофорная машина, два электрометра, металлический проводник, пластмассовая воронка, песок, ватные шарики, два воздушных шарика, газета, стеклянная пластина, лист бумаги, резиновый валик.
  9. Тематическое планирование 4 Текст пособия 5 Системы отсчета 5 > Закон сохранения импульса 13 Лукина Галина Степановна, методист, хкцтт 20 Физика на берегу моря 20

    Тематическое планирование
    Анализ работ учащихся, участвующих в олимпиадах по физике, показывает, что наибольшие затруднения вызывают задачи, решение которых требует перехода в более удобную систему отсчета.

Другие похожие документы..