і отримати безкоштовне
свідоцтво про публікацію
До визначення переможців залишилось:
3
Дня
3
Години
16
Хвилин
30
Секунд
Поспішайте взяти участь в акції «Методичний тиждень».
Головний приз 500грн + безкоштовний вебінар.
Взяти участь
  • Всеосвіта
  • Бібліотека
  • Робота сил електростатичного поля. Циркуляція вектора напруженості. Потенціал. Зв’язок між напруженістю поля і потенціалом. Еквіпотенціальні поверхні

Робота сил електростатичного поля. Циркуляція вектора напруженості. Потенціал. Зв’язок між напруженістю поля і потенціалом. Еквіпотенціальні поверхні

Курс:«Створення та ведення власного блогу на платформі WordPress»
Левченко Ірина Михайлівна
24 години
1200 грн
360 грн
Свідоцтво про публікацію матеріала №AH255382
За публікацію цієї методичної розробки Угорчук Володимир Васильович отримав(ла) свідоцтво №AH255382
Завантажте Ваші авторські методичні розробки на сайт та миттєво отримайте персональне свідоцтво про публікацію від ЗМІ «Всеосвіта»
Перегляд
матеріалу
Отримати код

Навчально-методична карта

Тема: Робота сил електростатичного поля. Циркуляція вектора напруженості. Потенціал. Зв’язок між напруженістю поля і потенціалом. Еквіпотенціальні поверхні.

Вид заняття: практичне

Мета заняття:

навчальна: систематизувати поняття електростатики: заряд, закон Кулона, напруженість, силові лінії, потік вектора напруженості. Навчитися застосовувати теорему Остроградського-Гауса для обчислення полів утвореними тілами різної форми.

виховна: розвивати логічне мислення, вміння пояснювати фізичні явища, пізнавальна зацікавленість до предмета, розвивати працездатність.

Міжпредметна інтеграція: математика.

План

1. Потенціал електростатичного поля

2. Різниця потенціалів

3. Зв'язок напруженості електростатичного поля із різницею потенціалів.

4. Робота з переміщення точкового заряду в електростатичному полі

5. Циркуляція вектора напруженості

Література

  1. В.Ф.Дмитрієва. Фізика. К.: Техніка. 2008. 648 с.

  2. ІІ.М. Воловик. Фізика для університетів. К.: Ірпінь, 2005. 864 с.

  3. И.Е.Иродов. Задачи по физике. М.: Наука, 1988. 416с.

  4. І.Р. Зачек, І.М. Кравчук, Б.М. Романишин, В.М. Габа, Ф.М. Гончар. Курс фізики: Навчальний підручник/ За ред. І.Е. Лопатинського. - Львів: Бескид-Біт, 2002. 376 с.

1. Потенціал електростатичного поля

Визначимо енергетичну характеристику поля аналогічно до того, як ми визначали силову характеристику поля. 3 курсу механіки відомо, що зміна потенціальної енергії пов'язана з виконаною системою роботою. Оскільки сила, що діє з боку поля на заряд, пропорційна величині цього заряду, то й робота, виконувана полем під час переміщення: заряду, також пропорційна величині заряду. Отже, відношення потенціальної енергії заряду до заряду не залежить від величини заряду й тому характеризує власне поле.

Потенціал – енергетична характеристика електростатичного поля, як дорівнює відношенню потенціальної енергії W електричного заряду, розташованого в цій точці поля до значення цього заряду q.

.

Сила взаємодії між зарядами Q i q рівна:

Енергія взаємодії:

2. Різниця потенціалів

Робота по переміщенню заряду в електростатичному полі дорівнює різниці потенціальних енергій в цих точках:

Різниця потенціалів між двома точками дорівнює відношенню роботи поля під час переміщення заряду з початкової точки в кінцеву до цього заряду:

U – напруга.

Одиницею вимірювання потенціалу є Вольт

.

3. Зв'язок напруженості електростатичного поля із різницею потенціалів.

Нехай з точки 1 у точку 2 відбувається переміщення заряду під впливом електростатичного поля.

Звідси:

,

Напруженість електростатичного поля дорівнює різниці потенціалів, що припадає на одиницю довжини уздовж лінії напруженості.

Напруженість електростатичного поля напрямлена у бік зменшення потенціалу.

4. Робота з переміщення точкового заряду в електростатичному полі

Нехай в однорідному електричному полі напруженістю Е позитивний точковий заряд q переміщується із точки 1 з координатою x1 в точку з координатою x2.

Обчислимо роботу, виконану силами електростатичного поля під час переміщення цього заряду. Робота, виконана силою F з переміщення тіла, дорівнює

У нашому випадку сила F=qE, а .

Виходить, робота сил однорідного електростатичного поля під час переміщення електричного заряду із точки 1 у точку 2 дорівнює:

A1-2=qE(x2 - x1),  або  A1-2=qEd.

Аналогічні міркування можна провести й у випадку, якщо переміщати заряд q із точки 1 у точку 2 і назад по інших траєкторіях. На підставі вищевикладених міркувань можна зробити висновки:

1) робота в електростатичному полі залежить не від форми шляху, а тільки від положення точок у полі, між якими переміщається заряд;

2) робота з будь-якого замкнутого контуру в електростатичному полі дорівнює нулю.

Циркуляція вектора напруженості

Нагадаємо, що сили, робота яких не залежить від форми шляху, називаються потенціальними. Отже, сили електростатичного поля, як видно з останнього рівняння, є електростатичними.

Знайдемо роботу електростатичних сил при переміщенні пробного заряду q0 вздовж замкненого контуру L: 

,

де El − складова вектора напруженості в напрямку переміщення, тобто 

 .

Інтеграл такого вигляду називають циркуляцією вектора напруженості. Оскільки для замкненого контуру r1=r2, то циркуляція вектора напруженості  .

Поле, що задовольняє цю умову називається потенціальним або безвихровим. Нульове значення циркуляції пояснюється тим, що лінії напруженості не можуть бути замкненими кривими. А коли тіло із зарядом q0 переміщується замкнутим контуром, то на одних ділянках робота − додатна, на інших − від’ємна, причому так, що сумарна робота дорівнює нулеві.

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу

  • Додано
    01.03.2018
  • Розділ
    Фізика
  • Клас
    11 Клас
  • Тип
    Конспект
  • Переглядів
    145
  • Коментарів
    0
  • Завантажень
    0
  • Номер матеріала
    AH255382
  • Вподобань
    0
Курс:«Протидія шкільному насильству»
Черниш Олена Степанівна
72 години
3600 грн
1080 грн
Свідоцтво про публікацію матеріала №AH255382
За публікацію цієї методичної розробки Угорчук Володимир Васильович отримав(ла) свідоцтво №AH255382
Завантажте Ваші авторські методичні розробки на сайт та миттєво отримайте персональне свідоцтво про публікацію від ЗМІ «Всеосвіта»
Шкільна міжнародна дистанційна олімпіада «Всеосвiта Осінь – 2018»

Бажаєте дізнаватись більше цікавого?


Долучайтесь до спільноти