Инфоурок Другое ПрезентацииЭлектрическое поле в вакууме

Электрическое поле в вакууме

Скачать материал
Скачать материал "Электрическое поле в вакууме"

Получите профессию

Менеджер по туризму

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

Методические разработки к Вашему уроку:

Получите новую специальность за 3 месяца

Помощник руководителя отдела библиотеки

Описание презентации по отдельным слайдам:

  • ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ

    1 слайд

    ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В

    ВАКУУМЕ

  • 1. Электромагнитное поле.  Электрические заряды. Закон сохранения заряда.
 Эл...

    2 слайд

    1. Электромагнитное поле. Электрические заряды. Закон сохранения заряда.

    Электромагнитное поле является одной из форм материи и обладает массой, энергией, импульсом и т.д., как и вещество.
    Электрическое поле создается электрическими зарядами и изменяю­щимися магнитными полями и передает действие электрических сил.

    Магнитное поле создается движущимися электрическими зарядами и изменяющимися электрическими полями и передает действие магнитных сил.
     

  • Электрический заряд - неотъемлемое свойство заряженных элемен­тарных частиц....

    3 слайд

    Электрический заряд - неотъемлемое свойство заряженных элемен­тарных частиц. Заряженная частица не может «потерять» заряд так же, как она не может «лишиться» массы.

    Закон сохранения электрического заряда: если система является замкнутой , то полный электрический заряд системы (алгебраическая сумма положительных и отрицательных зарядов) сохраняется:
    q1 + q2+ ... + qn = const
    Любой другой электрический заряд является дискретным: он состоит из целого числа элементарных зарядов q = ±|е| N,
    где N - целое (1, 2, 3 ...) положительное число.

  • 2. Закон КулонаКоличественно взаимодействие неподвижных точечных зарядов опре...

    4 слайд

    2. Закон Кулона
    Количественно взаимодействие неподвижных точечных зарядов опре­деляется законом Кулона
    Согласно закону Кулона, электрическая сила, с которой точечный за­ряд q1 действует в вакууме на точечный заряд q2, пропорциональна произведению зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстоя­ния между ними и направлена по прямой, соединяющей заряды:
     
     
    Модуль силы F12 равен:
     
    где r - расстояние между зарядами.

  • 3. Напряженность электрического поля
 Каждый заряд создает в окружающем прост...

    5 слайд

    3. Напряженность электрического поля
     
    Каждый заряд создает в окружающем пространстве электрическое по­ле (ЭП) и через него действует на другие заряды.

    Электрический заряд, которым создается ЭП, называется точечным зарядом q.

    Электрический заряд, с помощью которого обнаруживается и исследуется электрическое поле, на­зывается пробным зарядом. Это точечный положительный заряд. Обозначим пробный заряд символом q0.

    Силовой характеристикой ЭП является напряженность электрического поля.
     

  •   Модуль вектора напряженности поля точечного заряда равенЕдиницы измерения н...

    6 слайд

     
     
    Модуль вектора напряженности поля точечного заряда равен
    Единицы измерения напряженности [В/м или Н/Кл]
    Принцип суперпозиции: результирующая напряженности ЭП равна векторной сумме напряженностей, созданных каждым зарядом в отдельности.
     
    Подставим в формулу для напряженности:
     

  •   

    7 слайд

     
     

  • 4. Потенциал электростатического поля Пусть точечный положительный заряд  q...

    8 слайд

    4. Потенциал электростатического поля
    Пусть точечный положительный заряд q перемещается на расстояние dl в электрическом поле. На заряд действует поле с силой F, составляю­щей угол α с направлением движения. При этом совершается эле­ментарная работа
    dA = F dl cos α
    Но F = q0E, где E - напряжен­ность поля. Следовательно,
    dA = q0E dl cosa = q0Edr
     
     
    Работа электрического поля не зависит от формы пути, по которому происходит движение заряда q, а зависит только от начального и конечно­го положений передвигающегося заряда, а так же от заряда, создающего поле.
    При движении заряда по замкнутому пути работа равна ну­лю. Поля, в которых работа по любому замкнутому контуру равна нулю, называют потенциальными.

  • Отношение потенциальной энергии к пробному заряду называют потенциалом: Потен...

    9 слайд

    Отношение потенциальной энергии к пробному заряду называют потенциалом:
     
    Потенциал – это энергетическая характеристика электрического поля. Учитывая, что потенциальная энергия:
     
     
    Работа электрического поля равна разности потенциальной энергии:
     
    или
     
     
    получим
    или
     

  • Эквипотенциальная поверхность – это поверхность, все точки которой имеют один...

    10 слайд

    Эквипотенциальная поверхность – это поверхность, все точки которой имеют одинаковый потенциал.
    Эквипотенциальные поверхности имеют следующие свойства:
    1. Работа при перемещении заряда между любыми точками одной и той же эквипотенциальной поверхности равна нулю:
     
    2. Вектора напряженности перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям. Действительно, т.к. работа определяется по формуле:
     
     
     
    Так как
     
     

  • 5. Связь между напряженностью и потенциалом электростатического поляПри перем...

    11 слайд

    5. Связь между напряженностью и потенциалом электростатического поля
    При перемещении заряда q из точки 1 в точку 2 силы поля совершают работу, которая может быть выражена:
     
    или
     
    Приравняв правые части и сократив на q, получим
     
     
     
    Так как потенциал может изменяться и вдоль осей у и z, то следует пи­сать частную производную
     
    Для нахождения вектора по его проекциям необходимо каждую про­екцию умножить на единичный вектор соответствующей оси и затем сло­жить полученные векторы:
     

  • или   Напряженность в каждой точке электростатического поля равна по абсолютн...

    12 слайд

    или
     
     
     
    Напряженность в каждой точке электростатического поля равна по абсолютной величине и противоположна по направлению градиенту потенциала в этой же точке.

  • 6. Поток вектора напряженности   Единица потока вектора напряженности электро...

    13 слайд

    6. Поток вектора напряженности
     
     
    Единица потока вектора напряженности электростатического поля В∙м.
     

  • 7. Теорема Остроградского-ГауссаОпределим поток вектора напряженности через з...

    14 слайд

    7. Теорема Остроградского-Гаусса
    Определим поток вектора напряженности через замкнутую сфери­ческую поверхность, в центре которой находится положительный точечный заряд Q.
    Силовые линии из точечного положительного заряда исходят радиально, т.е. направлены перпендикулярно к поверхности сферы
    Силовые линии из точечного положительного заряда исходят радиально, т.е. направлены перпендикулярно к поверхности сферы
    Напряженность поля в любой точке по­верхности сферы радиуса r одинакова и равна
     
    Поток напряженности
     
     
     

  •     Теорема Остроградского-Гаусса: поток вектора напряженности электростатиче...

    15 слайд

     
     
     
     
    Теорема Остроградского-Гаусса: поток вектора напряженности электростатического поля в вакууме сквозь произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме заключенных внутри этой поверхности зарядов, деленной на электрическую постоянную.

  • 8. Применение теоремы Остроградского-Гаусса Если заряд Q протяженный, его раз...

    16 слайд

    8. Применение теоремы Остроградского-Гаусса
    Если заряд Q протяженный, его разбивают на элементарные порции dQ, которые можно считать точечными.
    Заряд, распределенный по объему, поверхности и линии, называют объемным, поверхност­ным, линейным.
     
     
    линейная плотность заряда – это заряд, приходящийся на единицу длины:
     
    объемная плотность заряда – это заряд, приходящийся на единицу объема:
     

  • 8.1 Напряженность электрического поля равномерно заряженной сферыПусть общий...

    17 слайд

    8.1 Напряженность электрического поля равномерно заряженной сферы
    Пусть общий заряд сферы радиуса R равен Q. Поскольку она заряжена равномерно, то поле, окружающее ее, обладает сферической симметрией: его напряженность будет иметь в каждой точке направление радиус-вектора.
    Определим напряженность в некоторой точке А, расположенной на расстоянии r от центра сферы. Проведем мысленно через эту точку сферическую поверхность (радиуса r). Поток напряженности через эту поверхность
     
    По теореме Остроградского-Гаусса поток напряженности равен:
     
    Следовательно,
     
     
    В точках, для которых расстояние меньше R, электрическое поле отсутствует, т.е. напряженность равна нулю, т.к. внутри сферы нет зарядов.

  • 8.2 Напряженность поля объемно заряженного шараПусть шар радиуса R с общим за...

    18 слайд

    8.2 Напряженность поля объемно заряженного шара
    Пусть шар радиуса R с общим зарядом Q заряжен равномерно с объемной плотностью ρ
    Для напряженности поля вне шара получится тот же результат, что и для равномерно заряженной сферы. Внутри же шара напряженность поля будет другая.
    Напряженность поля вне равномерно заряженного шара описывается формулой
     
    Напряженность внутри заряженного шара изменяется линейно с расстоянием r согласно выражению
     

  • 8.3 Напряженность поля равномерно заряженной бесконечной плоскости  Поток  ве...

    19 слайд

    8.3 Напряженность поля равномерно заряженной бесконечной плоскости
     
     
    Поток вектора напряженности сквозь боковую поверхность цилиндра равен нулю, а полный поток сквозь цилиндр равен сумме потоков сквозь его основания
    Напряженность поля на любых расстояниях одинакова по модулю, иными словами, поле однородно

  • 8.4  Напряженность   поля    двух   параллельных,   бесконечных, разноименно...

    20 слайд

    8.4 Напряженность поля двух параллельных, бесконечных, разноименно заряженных плоскостей
     
    На рисунке верхние стрелки соответствуют полю от положительно заряженной плоскости, нижние — от отрицательной плоскости.

    Слева и справа от плоскостей поля вычитаются (линии напряженности направлены навстречу друг другу), поэтому здесь напряженность поля Е = 0.

    В области между плоскостями Е = Е+ + Е-
    Результирующая напряженность
     
    или
     

  • 8.5 Напряженность поля вблизи равномерно заряженной нити (равномерно заряженн...

    21 слайд

    8.5 Напряженность поля вблизи равномерно заряженной нити (равномерно заряженного бесконечного цилиндра)
    Пусть нить длиной L несет равномерно распределенный на ней заряд Q.
    Напряженность на расстоянии r от бесконечно заряженной нити равна:
     
     

  • Проводники и диэлектрики в электрическом поле

    22 слайд

    Проводники и диэлектрики в электрическом поле

  • В зависимости от способности проводить электрический ток все вещества делятся...

    23 слайд

    В зависимости от способности проводить электрический ток все вещества делятся на проводники, диэлектрики (изоляторы) и полупроводни­ки.

    Проводники - это вещества, хорошо проводящие электрический ток. В таких веществах имеются свободные носители заряда, концентра­ция которых может достигать 1029 м-3. Проводниками являются металлы, электролиты, расплавы, ионизованные газы, плазма и др.

    Диэлектрики - это вещества, плохо проводящие электрический ток. При не слишком высоких температурах и при не очень сильных полях диэлектрики проводят ток в 1015 - 1020 раз хуже, чем проводники. Свобод­ных носителей заряда в диэлектриках почти нет. Диэлектриками являются газы при обычных условиях, многие чистые жидкости, слюда, фарфор, мрамор и др.

    Полупроводники - это вещества, которые по своей способности проводить ток занимают промежуточное положение между проводни­ками и диэлектриками. К ним относятся некоторые химически чистые элементы (кремний, германий, селен и др.) и многие химические соедине­ния.

  • 1.  Диполь.    Поляризация диполяЭлектрический диполь – система двух равных п...

    24 слайд

    1. Диполь. Поляризация диполя
    Электрический диполь – система двух равных по модулю разноименных точечных зарядов (+Q, -Q), расстояние между которыми значительно меньше расстояния до рассматриваемых точек поля.
     
     

  • У некоторых диэлектриков (Н2О, NH3, SO2, СО и др.) молекулы имеют асимметричн...

    25 слайд

    У некоторых диэлектриков (Н2О, NH3, SO2, СО и др.) молекулы имеют асимметричное строение: центры «тяжести» отрицательных и положительных зарядов у них не сов­падают.
    Таким образом, эти молекулы в отсутствие внешнего электриче­ского поля обладают дипольным моментом. Их называют полярными мо­лекулами.
    При отсутствии внешнего поля дипольные моменты полярных молекул вследствие теплового движения ориентированы в пространстве хаотично и их суммарный момент равен нулю.
    Но если такой диэлектрик поместить во внешнее электрическое поле, то силы поля будут стремиться повернуть диполи вдоль поля, в результате чего на поверхности диэлектрика появляются электрические заряды и возникает отличный от нуля результирующий дипольный момент. Это явление носит название поляризацией диэлектрика. Поляризацией диэлектрика называется процесс ориентации диполей или появление под воздействием электрического поля ориентированных по полю диполе

  • Другие диэлектрики (N2, Н2, О2, СО2, СН4 и др.) имеют симмет­ричное строение...

    26 слайд

    Другие диэлектрики (N2, Н2, О2, СО2, СН4 и др.) имеют симмет­ричное строение молекул. У них центры «тяжести» положительных и от­рицательных зарядов в отсутствие внешнего электрического поля совпа­дают. Их дипольный момент в силу этого равен нулю. Такие молекулы на­зывают неполярными.
    В электрическом поле вследствие деформации электронных обо­лочек атомов, образующих молекулу, происходит разделение центров положительного и отрицательного зарядов, вследствие чего молекула поляризуется и приобретает дипольный момент.
    В электрическом поле оси таких молекул также ориентируются по полю тем более интен­сивно, чем больше напряженность поля.
    Однако отделить положитель­ный заряд от отрицательного у диэлектрика нельзя; если разделить его на две или не­сколько частей, то на концах каждой части обнаружится электризация противополож­ного знака, которая исчезает после прекра­щения действия поля.

  • Поляризация диэлектриков ослабляет в ε раз электрическое поле в них.  Относит...

    27 слайд

    Поляризация диэлектриков ослабляет в ε раз электрическое поле в них.
     
     
    Относительная диэлектрическая проницаемость ε есть величина безразмерная она количественно характеризует свойство диэлектрика поляризоваться в электрическом поле.

  • 2. Проводники в электрическом полеПод влиянием электрического поля свободные...

    28 слайд

    2. Проводники в электрическом поле
    Под влиянием электрического поля свободные электроны проводника начнут перемешаться против поля. В результате одна часть поверхности проводника зарядится отрицательно, а другая, на которой окажется недостаток электронов - положительно. Это явление называется электростатической индукцией.

    Индуцированные заряды создают внутри проводника свое собственное поле, которое, очевидно, будет направлено противоположно внешнему полю, первоначально пронизывающему про­водник.

    Перераспределение зарядов будет происходить до тех пор, пока внешнее поле внутри проводника не с компенсируется собственным полем индуцированных зарядов. При этом перераспределение зарядов прекратит­ся и поле внутри проводника станет равным нулю.

    Таким образом, внутри проводника, помещенного в электрическое поле, поле отсутствует. Это оз­начает, что все точки проводника имеют одинаковый потенциал, т.е. что проводник является эквипотенциальным телом, а поверхность его является эквипотенциальной поверхностью.
    Электрическое поле вблизи краев и острых выступов проводника может быть столь сильным, что оказывается способным ионизировать моле­кулы воздуха. Возникает явление, называемое стеканием зарядов.

  • При сообщении уединенному проводнику заряда    q     его потенциал изменяется...

    29 слайд

    При сообщении уединенному проводнику заряда q его потенциал изменяется на Δφ. Опыт показывает, что между q и φ всегда су­ществует прямо пропорциональная зависимость
     
     
    Емкость уединенного проводника зависит от его размеров и формы, но совершенно не зависит от материала проводника, массы, его агрегатного состояния и температуры.
    За единицу электроемкости уединенного проводника в СИ прини­мают электроемкость такого проводника, потенциал которого изме­няется на 1 В при сообщении ему заряда в 1 Кл. Эта единица емкости называется фарадой:
    1 Ф=1 Кл/1 В

  • 3. КонденсаторыПриборы, способные накапливать заряд, называют конденсаторами....

    30 слайд

    3. Конденсаторы
    Приборы, способные накапливать заряд, называют конденсаторами.

    Чтобы электроемкость С проводников не зависела от окружающих тел, нужно обеспечить наличие поля только между этими проводниками. Достигается это путем придания проводникам формы либо двух близко расположенных парал­лельных пластин, либо двух коаксиальных цилиндров, либо двух концен­трических сфер и сообщения им равных по величине и противоположных по знаку зарядов.

    Системы, состоящие из двух разноименно заряженных проводников, расстояние между которыми значительно меньше их линейных раз­меров, называются конденсаторами.

    Форма обкладок определяет название конденсатора:
    плоский,
    цилиндрический,
    сфе­рический и т.п.)

    Зарядом конденсатора называют абсолют­ную величину заряда одной из обкладок.

  • Электроемкостью конденсатора называется физическая величина численно равная о...

    31 слайд

    Электроемкостью конденсатора называется физическая величина численно равная отношению заряда конденсатора к абсолютной величине разности потенциалов между его обкладками:
     
    Емкость конденсатора зависит от формы, размеров н взаимного расположения обкладок и от проницаемости ε диэлектрика между обкладками.
     
     
     

  • 4. Соединение конденсаторов  - при параллельном соединении конденсаторов емко...

    32 слайд

    4. Соединение конденсаторов
     
     
    - при параллельном соединении конденсаторов емкость равна сумме емкостей конденсаторов
    или
     

  • При последовательном соединении заряды, всех обкладок будут одинаковыми по ве...

    33 слайд

    При последовательном соединении заряды, всех обкладок будут одинаковыми по величине и равными Q, а разность потенциалов
     
    Емкость такой батареи
     
     
     

  • 5. Энергия заряженного конденсатора     

    34 слайд

    5. Энергия заряженного конденсатора
     
     
     
     
     

Получите профессию

Няня

за 6 месяцев

Пройти курс

Рабочие листы
к вашим урокам

Скачать

Скачать материал

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 625 730 материалов в базе

Скачать материал

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

  • Скачать материал
    • 20.07.2020 4022
    • PPTX 2.7 мбайт
    • Оцените материал:
  • Настоящий материал опубликован пользователем Кудрявцева Наталия Анатольевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

    Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

    Удалить материал
  • Автор материала

    • На сайте: 3 года и 3 месяца
    • Подписчики: 0
    • Всего просмотров: 89710
    • Всего материалов: 245

Ваша скидка на курсы

40%
Скидка для нового слушателя. Войдите на сайт, чтобы применить скидку к любому курсу
Курсы со скидкой

Курс профессиональной переподготовки

Няня

Няня

500/1000 ч.

Подать заявку О курсе

Курс профессиональной переподготовки

Библиотечно-библиографические и информационные знания в педагогическом процессе

Педагог-библиотекарь

300/600 ч.

от 7900 руб. от 3950 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 458 человек из 66 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Организация деятельности библиотекаря в профессиональном образовании

Библиотекарь

300/600 ч.

от 7900 руб. от 3950 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 282 человека из 66 регионов

Курс повышения квалификации

Специалист в области охраны труда

72/180 ч.

от 1750 руб. от 1050 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 40 человек из 19 регионов

Мини-курс

Разнообразные методы и формы обучения в высшем образовании

3 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе

Мини-курс

Продвижение: от бесплатной рекламы до постоянных клиентов

3 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе
  • Сейчас обучается 37 человек из 22 регионов

Мини-курс

Стратегии брендинга и лояльности потребителей: изучение современных тенденций и подходов

2 ч.

780 руб. 390 руб.
Подать заявку О курсе