👀 63 |

Электростатическое поле точечного заряда и заряженной сферы

теория по физике 🧲 электростатика

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 +QОтрицательный заряд –Q
У положительного заряда силовые линии направлены по радиальным линиям от заряда.У отрицательного заряда силовые линии направлены по радиальным линиям к заряду.
Модуль напряженности не зависит от значения пробного заряда q0:

E=FKq0..=kQq0r2q0..=kQr2..

Модуль напряженности точечного заряда в вакууме:

E=kQr2..

Модуль напряженности точечного заряда в среде:

E=kQεr2..

Сила Кулона:

FKулона=qE

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(φ1φ2)

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 +QОтрицательно 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.
Модуль напряженности электростатического поля заряженной сферы:
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.
Сила Кулона:

FK=qE

Потенциал:
Внутри проводника и на его поверхности (r < R или r = R)

φ=±kQR..

Вне проводника (r > R)

φ=±kQr..=±φ=±kQR+a..

Пример №2. Определить потенциал электростатического поля, создаваемого заряженной сферой радиусом 0,1 м, в точке, находящейся на расстоянии 0,2 м от этой сферы. Сфера заряжена положительна и имеет заряд, равный 6 нКл.

6 нКл = 6∙10–9 Кл

Так как сфера заряжена положительно, то потенциал тоже положителен:

Алиса Никитина | 📄 Скачать PDF |

Добавить комментарий



Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *