Любые заряженные тела создают вокруг себя электростатическое поле. Рассмотрим особенности электростатического поля, создаваемого точечным зарядом и заряженной сферой.
Электростатическое поле точечного заряда
Направление силовых линий электростатического поля точечного заряда
Положительный заряд +Q | Отрицательный заряд –Q |
![]() |
![]() |
У положительного заряда силовые линии направлены по радиальным линиям от заряда. | У отрицательного заряда силовые линии направлены по радиальным линиям к заряду. |
E=FKq0=kQq0r2q0=kQr2
Модуль напряженности точечного заряда в вакууме:E=kQr2
Модуль напряженности точечного заряда в среде:E=kQεr2
Сила Кулона:−FKулона=q−E
Потенциал не зависит от значения пробного заряда q0:φ=Wpqo=±kQq0rq0=±kQr
Потенциал точечного заряда в вакууме:φ=±kQr
Потенциал точечного заряда в среде:φ=±kQεr
Внимание! Знак потенциала зависит только от знака заряда, создающего поле.Эквипотенциальные поверхности для данного случая — концентрические сферы, центр которых совпадает с положением заряда.
Работа электрического поля по перемещению точечного заряда:A12=±q(φ1−φ2)
Пример №1. Во сколько раз увеличится модуль напряженности электрического поля, созданного точечным зарядом Q в некоторой точке, при увеличении значения этого заряда в 5 раз? Модуль напряженности электрического поля, созданного точечным зарядом, определяется формулой:E=kQεr2
Формула показывает, что модуль напряженности и электрический заряд — прямо пропорциональные величины. Следовательно, если заряд, который создает поле, увеличится в 5 раз, то модуль напряженности создаваемого поля тоже увеличится в 5 раз.Электростатическое поле заряженной сферы
Направление силовых линий электростатического поля заряженной сферы:Положительно заряженная сфера +Q | Отрицательно заряженная сфера –Q |
![]() |
![]() |
У положительно заряженной сферы силовые линии — это радиальные линии, которые начинаются из этой сферы. | У отрицательно заряженной сферы силовые линии — это радиальные линии, которые заканчиваются в этой сфере. |
Внутри проводника (расстояние меньше радиуса сферы, или r < R) |
E=0 |
На поверхности проводника (расстояние равно радиусу сферы, или r = R) |
E=kQR2 |
Вне проводника (расстояние больше радиуса сферы, или r > R) |
E=kQr2=kQ(R+a)2 a — расстояние от поверхности сферы до изучаемой точки. r — расстояние от центра сферы до изучаемой точки. |
−FK=q−E
Потенциал:Внутри проводника и на его поверхности (r < R или r = R) |
φ=±kQR |
Вне проводника (r > R) |
φ=±kQr=±φ=±kQR+a |
6 нКл = 6∙10–9 Кл
Так как сфера заряжена положительно, то потенциал тоже положителен: