электрическое поле создается зарядом q

Электрическое поле создается зарядом q

Напряженность электрического поля измеряют с помощью пробного заряда f478505b13b9070f6dbed50d36ec438cЕсли величину пробного заряда уменьшить в n раз, то модуль напряженности измеряемого поля

2) увеличится в n раз

3) уменьшится в n раз

4) увеличится в e14fb2513dabefd4dca5fc8541b4004fраз

Сила, с которой электрическое поле действует на пробный электрический заряд пропорциональна величине этого заряда, поэтому величина напряженности электрического поля не зависит от величины пробного заряда 00e59e911daa4d1d2d6ced345ecfca87

по этой формуле же увеличится в n раз

Читайте внимательнее. Сила, действующая на пробный заряд, пропорциональна его величине. Если бы напряженность зависела от величины заряда, то какой бы был прок в такой характеристике поля?

Для электрической напряженности также существует формула E=k*q/r^2. по ней напряженность и заряд прямопропорциональны. как быть?

Напряженность создает другой заряд, который не изменяется.

Металлическому полому телу, сечение которого представлено на рисунке, сообщен отрицательный заряд. Каково соотношение между потенциалами точек 1, 2 и 3, если тело помещено в однородное электростатическое поле?

1) cee3baf223ea881d6a35ca6e293fc63b

2) 2104a47b23021f10f4134efcb7052692

3) 8ed850bcc903ec77402c1acf4a598256

4) b5fbf9d84b64a34b9f3c438ab7a5dbc3

Металл является проводником. Проводник, помещенный в электростатическое поле является эквипотенциальным телом, то есть все его точки находятся под одинаковым потенциалом. Действительно, если предположить обратное и допустить, что в проводнике есть точки с разными потенциалами, то между этими точками будет ненулевая разность потенциалов, а значит, эти точки проводника будут находиться под ненулевым электрическим напряжением, но тогда в проводнике должен течь ток, что противоречит исходному предположению о том, что все электростатично. Таким образом, при помещении проводника в электростатическое поле заряды на его поверхности всегда перераспределяются таким образом, чтобы потенциал всех точек был одинаковым. Более того, если в проводнике имеется полость, то все точки полости также имеют потенциал, совпадающий по величине с потенциалом проводника. Это явление называется экранировкой электростатического поля. Таким образом, верно утверждение 1.

Источник

Электрическое поле создается зарядом q

Рассмотрим работу сил в электрическом поле, создаваемом неизменным во времени распределенным зарядом, т.е. электростатическом поле

Электростатическое поле обладает важным свойством:

Работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда.

Аналогичным свойством обладает и гравитационное поле, и в этом нет ничего удивительного, так как гравитационные и кулоновские силы описываются одинаковыми соотношениями.

Следствием независимости работы от формы траектории является следующее утверждение:

Работа сил электростатического поля при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю.

На рис. 1.4.2 изображены силовые линии кулоновского поля точечного заряда и две различные траектории перемещения пробного заряда из начальной точки (1) в конечную точку (2). На одной из траекторий выделено малое перемещение 63230164553715 4Работа Δ кулоновских сил на этом перемещении равна

63230164553725 5

Таким образом, работа на малом перемещении зависит только от расстояния между зарядами и его изменения Δ. Если это выражение проинтегрировать на интервале от = 1 до = 2, то можно получить

63230164553755 6

Полученный результат не зависит от формы траектории. На траекториях I и II, изображенных на рис. 1.4.2, работы кулоновских сил одинаковы. Если на одной из траекторий изменить направление перемещения заряда на противоположное, то работа изменит знак. Отсюда следует, что на замкнутой траектории работа кулоновских сил равна нулю.

Если электростатическое поле создается совокупностью точечных зарядов 63230164553775 7то при перемещении пробного заряда работа результирующего поля в соответствии с принципом суперпозиции будет складываться из работ 63230164553795 8кулоновских полей точечных зарядов: 63230164553795 9Так как каждый член суммы 63230164553795 10не зависит от формы траектории, то и полная работа результирующего поля не зависит от пути и определяется только положением начальной и конечной точек.

Так же, как и в механике, потенциальная энергия определена с точностью до постоянной величины, зависящей от выбора опорной точки (0). Такая неоднозначность в определении потенциальной энергии не приводит к каким-либо недоразумениям, так как физический смысл имеет не сама потенциальная энергия, а разность ее значений в двух точках пространства.

Работа, совершаемая электростатическое полем при перемещении точечного заряда из точки (1) в точку (2), равна разности значений потенциальной энергии в этих точках и не зависит от пути перемещения заряда и от выбора точки (0).

12 = 10 + 02 = 1020 = p1p2.

Физическую величину, равную отношению потенциальной энергии электрического заряда в электростатическом поле к величине этого заряда, называют потенциалом φ электрического поля:

63230164553885 11

Потенциал φ является энергетической характеристикой электростатического поля.

Работа 12 по перемещению электрического заряда из начальной точки (1) в конечную точку (2) равна произведению заряда на разность потенциалов (φ1 – φ2) начальной и конечной точек:

12 = p1p2 = φ1 – φ2 = (φ1 – φ2).

В Международной системе единиц (СИ) единицей потенциала является вольт (В).

Во многих задачах электростатики при вычислении потенциалов за опорную точку (0) удобно принять бесконечно удаленную точку. В этом случае понятие потенциала может быть определено следующим образом:

Потенциал поля в данной точке пространства равен работе, которую совершают электрические силы при удалении единичного положительного заряда из данной точки в бесконечность.

63230164553935 12

Потенциал φ поля точечного заряда на расстоянии от него относительно бесконечно удаленной точки вычисляется следующим образом:

63230164553945 13

Силовые линии электростатическое поля всегда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям.

Эквипотенциальные поверхности кулоновского поля точечного заряда – концентрические сферы. На рис. 1.4.3 представлены картины силовых линий и эквипотенциальных поверхностей некоторых простых электростатических полей.

В случае однородного поля эквипотенциальные поверхности представляют собой систему параллельных плоскостей.

Если пробный заряд совершил малое перемещение 63230164553975 14вдоль силовой линии из точки (1) в точку (2), то можно записать:

Δ12 = Δ = (φ1 – φ2) = – Δφ,

где Δφ = φ1 – φ2 – изменение потенциала. Отсюда следует

63230164554005 15

Это соотношение в скалярной форме выражает связь между напряженностью поля и потенциалом. Здесь – координата, отсчитываемая вдоль силовой линии.

Источник

Электрическое поле. Напряженность. Принцип суперпозиции

Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Линии напряженности электрического поля (силовые линии). Однородное электрическое поле. Напряженность электростатического поля точечного заряда. Принцип суперпозиции полей. Теорема Гаусса. Электростатическое поле равномерно заряженных плоскости, сферы и шара.

Электрическое поле представляет собой векторное поле, существующее вокруг тел или частиц, обладающее электрическим зарядом, а также возникающее при изменении магнитного поля.

Единицы измерения: \(\displaystyle [\text<В>/\text<м>]\) (вольт на метр).

всегда начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных.

f t 3 2

— такое поле в данной области пространства. если вектор напряженности поля одинаков в каждой точке области.

При равномерном распределении электрического заряда \(q\) по поверхности площади \(S\) поверхностная плотность заряда \(\displaystyle \sigma\) постоянна и равна

Принцип суперпозиции полей

f t 3 3

Заряженная плоскость

Её электрическое поле однородно, то есть его напряжённость одинакова на любом расстоянии от плоскости, линии напряжённости параллельны. По теореме Гаусса:

Заряженная сфера

Рассмотрим электрическое поле равномерно заряженной сферы. Поток напряжённости через любую замкнутую поверхность внутри сферы равен нуля, так как внутри этой поверхности нет заряда. Отсюда следует, что внутри сферы напряжённость равна нулю.

Заряженный шар

Источник

Электрическое поле создается зарядом q

Два точечных положительных заряда: q1 = 30 нКл и q2 = 10 нКл находятся в вакууме на расстоянии L = 0,5 м друг от друга. Определите величину напряжённости электрического поля этих зарядов в точке А, расположенной на прямой, соединяющей заряды, на расстоянии 2L от второго заряда (см. рисунок). Ответ приведите в ньютонах на кулон.

Напряжённость электрического поля складывается по принципу суперпозиции электрических полей. Напряжённость, создаваемая точечным зарядом 7694f4a66316e53c8cdd9d9954bd611dна расстоянии 4b43b0aee35624cd95b910189b3dc231равна f9d1960a78e96fe6b42939f27b1a51bdСледовательно, напряжённость, создаваемая первым зарядом в точке А 78fd0ffe9c15b2d22e9e54c04b7dfeb0а вторым — 5874e55e9c6774cc0a1c01bb21f1e965Суммарная напряжённость, создаваемая зарядами:

32714ae717c8faff42f5141d4e66fa6a

что такое k в формуле?

Величина 8ce4b16b22b58894aa86c421e8759df3— коэффициент пропорциональности в законе Кулона. В СИ c802db2070cd76326c54f8408033f8e0

Два точечных отрицательных заряда: q1 = −20 нКл и q2 = −40 нКл находятся в вакууме на расстоянии L = 1,5 м друг от друга. Определите величину напряжённости электрического поля этих зарядов в точке А, расположенной на прямой, соединяющей заряды, на одинаковом расстоянии от обоих зарядов. Ответ приведите в вольтах на метр.

Суммарная величина напряжённости находится по принципу суперпозиции электрических полей. Векторы напряжённости, создаваемые этими зарядами, направлены в противоположные стороны, поэтому суммарная величина напряжённости равна их разности. Напряжённость, создаваемая точечным зарядом 7694f4a66316e53c8cdd9d9954bd611dна расстоянии 4b43b0aee35624cd95b910189b3dc231равна f9d1960a78e96fe6b42939f27b1a51bdСледовательно, напряжённость, создаваемая первым зарядом в точке А 57c9ccfee0ff12c7524b99636242a178а вторым — ba98c7c66523f4b079cacd0090894ccaСуммарная напряжённость, создаваемая зарядами:

faf8a1da4f45c6eefa2d28addef42b2c

В условии сказано привести ответ в В/м, а в графе «ответ» приведен ответ в Н/Кл

80f3a1c122e5f3e5ec7d292abc8b6b5e

Сила, действующая на заряд со стороны электрического поля, направлена противоположно вектору 4c3e010cb59e8616f41311c76675b3b7Величина силы определяется формулой fc6e825c3d8e91b0481ab8c0a931c64bСила Лоренца, действующая на заряд со стороны магнитного поля, направлена по правилу левой руки перпендикулярно плоскости чертежа «от нас». Величина силы определяется формулой 30e499210818c4df69f81631c3ff8d62

d4c7061f1e39969d5b3a7587d3d0398d

Точечный положительный заряд находится в точке A на плоскости XOY и имеет координаты (0; 0). Определите, какими должны быть координаты другого такого же заряда для того, чтобы в точке B, координаты которой равны (3; 4), вектор напряжённости электростатического поля, созданного этими двумя зарядами, был направлен параллельно оси OX. Ответ запишите без скобок в виде двух цифр, разделённых запятой (без пробела).

Вектор напряженности поля в точке В, созданного положительным зарядом. находящимся в точке А, направлен от него. Результирующий вектор напряженности поля по условию направлен горизонтально. Тогда делаем вывод, что вектор напряженности поля в точке В, созданного зарядом, находящимся в точке С, должен быть направлен от него вниз. Кроме того модули векторов напряженности 334ec9aef1d2463d059a7e92cc25b944и 3e0bffb13fdd27946d168d521f5fa2f0должны быть равны. Тогда заряды равноудалены от точки В. Отсюда находим, что второй заряд находится в точке С с координатами (0;8).

Точечный положительный заряд находится в точке A на плоскости XOY и имеет координаты (0; 0). Определите, какими должны быть координаты другого такого же заряда для того, чтобы в точке B, координаты которой равны (3; 4), вектор напряжённости электростатического поля, созданного этими двумя зарядами, был направлен параллельно оси OY. Ответ запишите без скобок в виде двух цифр, разделённых запятой (без пробела).

Второй заряд находится в точке С.

Между двумя точечными заряженными телами сила электрического взаимодействия равна 12 мН. Если заряд одного тела увеличить в 3 раза, а заряд другого тела уменьшить в 4 раза и расстояние между телами уменьшить в 2 раза, то какова будет сила взаимодействия между телами? (Ответ дайте в мН.)

Согласно закону Кулона, сила взаимодействия электрических зарядов прямо пропорциональна произведению величин зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними: e1dfea36ad816b8d3a86819c53d67423Таким образом, увеличение заряда одного из тел в 3 раза, уменьшение заряда второго тела в 4 раза и уменьшение расстояния между телами в 2 раза приведет к увеличению силы взаимодействия в 734647ea62d748818f055c9693148f22раза. Она станет равной 8c5bb0445dcae80712dd51efc627ea80

Между двумя точечными заряженными телами сила электрического взаимодействия равна 24 мН. Если заряд одного тела увеличить в 2 раза, а заряд другого тела уменьшить в 3 раза и расстояние между телами увеличить в 2 раза, то какова будет сила взаимодействия между телами? (Ответ дайте в мН.)

Согласно закону Кулона, сила взаимодействия электрических зарядов прямо пропорциональна произведению величин зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними: 7b6d973f485eb45b3b21993eae1b73d7Таким образом, увеличение заряда одного из тел в 2 раза, уменьшение заряда второго тела в 3 раза и увеличение расстояния между телами в 2 раза приведет к изменению силы взаимодействия в 0bf768e42f832364451da27ce78d8349раза. Она станет равной f6a196eed0bf6008bcfffcf58407f618

Между двумя точечными заряженными телами сила электрического взаимодействия равна 20 мН. Если заряд одного тела увеличить в 4 раза, а заряд другого тела уменьшить в 5 раз и расстояние между телами уменьшить в 2 раза, то какова будет сила взаимодействия между телами? (Ответ дайте в мН.)

Согласно закону Кулона, сила взаимодействия электрических зарядов прямо пропорциональна произведению величин зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними: e1dfea36ad816b8d3a86819c53d67423Таким образом, увеличение заряда одного из тел в 4 раза, уменьшение заряда второго тела в 5 раз и уменьшение расстояния между телами в 2 раза приведет к увеличению силы взаимодействия в 3c9ee4ae180c20ce3a2f6cf8bcfcf6e2раза. Она станет равной 938e0a1a436cf317bc186283bb8de51d

Между двумя точечными заряженными телами сила электрического взаимодействия равна 12 мН. Если заряд одного тела увеличить в 2 раза, а заряд другого тела уменьшить в 3 раза и расстояние между телами уменьшить в 2 раза, то какова будет сила взаимодействия между телами? (Ответ дайте в мН.)

Согласно закону Кулона, сила взаимодействия электрических зарядов прямо пропорциональна произведению величин зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними: e1dfea36ad816b8d3a86819c53d67423Таким образом, увеличение заряда одного из тел в 2 раза, уменьшение заряда второго тела в 3 раза и уменьшение расстояния между телами в 2 раза приведет к увеличению силы взаимодействия в b40a7afab0d91a3fe243daff34b4af4aраза. Она станет равной 9c03a2754d8fdd18009641ef1de70ab5

Внутри незаряженного металлического шара радиусом r1 = 40 см имеются две сферические полости радиусами 67a1ac53c43e6f37852905144257eeb8расположенные таким образом, что их поверхности почти соприкасаются в центре шара. В центре одной полости поместили заряд feade12a38bc69b88e552ba459fd4c07нКл, а затем в центре другой — заряд b4e056364290dc0c9c2db1489c3fbd63нКл (см. рисунок). Найдите модуль и направление вектора напряжённости 52b2f97e120a3bbb8f701d2f6b3dbedfэлектростатического поля в точке d0d1b8c7663dfcfdcb50b21b4ceef92aнаходящейся на расстоянии e1e1d3d40573127e9ee0480caf1283d6= 1 м от центра шара на перпендикуляре к отрезку, соединяющему центры полостей.

В электростатике считается, что электрическое поле внутри металла отсутствует, так как иначе свободные заряды внутри металла двигались бы. Поэтому при помещении заряда 4dc5490e68656db5cf59233c8e88df74в первую полость на её стенках индуцируется заряд 3e2f1e3be5183c1531bfbed0f2621b4aи по принципу суперпозиции суммарное поле этих двух зарядов в металле шара равно нулю. По закону сохранения электрического заряда и в силу электронейтральности шара избыточный заряд равен bd53f6a49d15883cf139d3ab357db0bdОн вытесняется на поверхность шара и равномерно распределяется по ней, так как заряды внутри металла не создают поля и не влияют на распределение зарядов на поверхности шара.

После помещения заряда bd4d961178f7da8f558d848fd567d3eeво вторую полость всё происходит аналогичным образом, и на поверхность шара вытесняется дополнительно заряд 2ef4dfb333bb5bd29a1c7f66f52b0bd8так что теперь на поверхности шара равномерно распределяется суммарный заряд 5314a82e505e610e77dea2e41a4041d3

Поле равномерно заряженного шара вне его совпадает с полем точечного заряда, помещённого в центр шара, поэтому, согласно закону Кулона, поле в точке d0d1b8c7663dfcfdcb50b21b4ceef92aнаходящейся на расстоянии e1e1d3d40573127e9ee0480caf1283d6от центра шара, по модулю равно 13b818d7730554960b9fa936e9697c04В/м и направлено вдоль радиуса от центра шара к точке 5f4238afbd8792f5826e919e4ef8e1bd

Здесь 881343a008ee18431ca01df8f35b2d05— электрическая постоянная.

Ответ: 13b818d7730554960b9fa936e9697c04В/м, вектор 52b2f97e120a3bbb8f701d2f6b3dbedfнаправлен от центра шара к точке 5f4238afbd8792f5826e919e4ef8e1bd

Источник

Adblock
detector