Электричество и магнетизм. Лектор: Парахин А.

Скачать презентацию Электричество и магнетизм.  Лектор:  Парахин А. Скачать презентацию Электричество и магнетизм. Лектор: Парахин А.

elektrich1.pptx

  • Размер: 1.2 Мб
  • Автор:
  • Количество слайдов: 51

Описание презентации Электричество и магнетизм. Лектор: Парахин А. по слайдам

Электричество и магнетизм.  • Лектор:  • Парахин А. С. , к. ф.Электричество и магнетизм. • Лектор: • Парахин А. С. , к. ф. -м. наук, доцент.

1. Основные понятия.  • 1. 1. Основные понятия. Закон Кулона.  • Раздел1. Основные понятия. • 1. 1. Основные понятия. Закон Кулона. • Раздел физики «Электричество» изучает т. н. электрические явления. • Определение. Электрическими явлениями называются явления, связанные с взаимодействием и движением электрически заряженных тел.

Электрический заряд.  • Электрический заряд – неопределяемое понятие. Его можно только описать. Электрический заряд. • Электрический заряд – неопределяемое понятие. Его можно только описать. • Тела приобретают заряд при трении, например, стекла о кожу. • Об этом можно судить по их возможности притягивать мелкие тела.

Два типа заряда.  • Из опыта также следует, что заряд приобретают оба трущихсяДва типа заряда. • Из опыта также следует, что заряд приобретают оба трущихся тела. При этом между собой эти тела притягиваются, а две стеклянных палочки, потёртые о кожу, отталкиваются. Из этого следует вывод, что существует два вида заряда.

Взаимодействие зарядов.  • Если тела заряжены одним и тем же видом заряда, ониВзаимодействие зарядов. • Если тела заряжены одним и тем же видом заряда, они отталкиваются друг от друга, в противном случае притягиваются. Условно один вид заряда считают положительным электричеством, второй – отрицательным.

Единица измерения заряда.  • Для определённости стали считать, что при тернии стекла оЕдиница измерения заряда. • Для определённости стали считать, что при тернии стекла о кожу оно приобретает положительный заряд, а кожа отрицательный. Тогда знак заряда любого тела можно определить путём сравнения его со знаками заряда стекла или кожи, заряженных трением друг о друга. В системе СИ заряд измеряется в Кулона (Кл).

Электростатика.  • Определение. Электростатикой называется раздел электричества,  изучающий взаимодействие покоящихся электрических зарядов.Электростатика. • Определение. Электростатикой называется раздел электричества, изучающий взаимодействие покоящихся электрических зарядов.

Закон Кулона • Опыт показывает, что силы взаимодействия между заряженными телами зависят от расстояния.Закон Кулона • Опыт показывает, что силы взаимодействия между заряженными телами зависят от расстояния. Тщательные эксперименты, выполненные Кулоном по исследованию силы взаимодействия зарядов, привели к закону, носящему имя Кулона • . Эта формула и носит название закона Кулона. •

Обозначения.  • Здесь - сила взаимодействия между зарядами,  и величины взаимодействующих зарядов,Обозначения. • Здесь — сила взаимодействия между зарядами, и величины взаимодействующих зарядов, а — расстояние между ними. •

Электростатическая константа.  • Величина называется электрической постоянной и часто принимается равной • Электростатическая константа. • Величина называется электрической постоянной и часто принимается равной • — также называется электростатической константой, она равна •

Закон Кулона в векторной форме.  • Кроме того, опыт показывает, что сила взаимодействияЗакон Кулона в векторной форме. • Кроме того, опыт показывает, что сила взаимодействия между точечными зарядами всегда направлена по прямой, соединяющей центры зарядов, т. е. по радиус-вектору от одного заряду к другому. Поэтому закон Кулона в векторном виде можно записать так •

Закон Кулона  Закон Кулона

Формулировка закона Кулона.  • Этот закон гласит:  «Сила, действующая на второй зарядФормулировка закона Кулона. • Этот закон гласит: «Сила, действующая на второй заряд со стороны первого, прямо пропорциональна величинам зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена по прямой, соединяющей центры зарядов» . • Сила, действующая на второй заряд со стороны первого, вычисляется по той же формуле, только радиус-вектор направлен уже от второго заряда к первому.

1. 2. Электрическое поле. Напряжённость электрического поля.  • Вокруг заряда возникает силовое поле.1. 2. Электрическое поле. Напряжённость электрического поля. • Вокруг заряда возникает силовое поле. Оно называется электрическим полем. • Определение. • Электрическое поле, создаваемое неподвижными зарядами называется электростатическим. • Электростатическое поле характерно тем, что его параметры с течением времени не меняются.

Пробный заряд.  • Определение.  • Пробным зарядом называется положительный заряд, величина которогоПробный заряд. • Определение. • Пробным зарядом называется положительный заряд, величина которого столь мала, что не искажает первоначальное электрическое поле и использующийся для исследования электрических полей.

Сила пропорциональна заряду.  • Опыт показывает, что сила, действующая на пробный заряд вСила пропорциональна заряду. • Опыт показывает, что сила, действующая на пробный заряд в электрическом поле, прямо пропорциональна величине пробного заряда. Это значит, что эта сила сама по себе не может служить характеристикой поля.

Отношение силы к заряду •  Если же силу разделить на пробный заряд, Отношение силы к заряду • Если же силу разделить на пробный заряд, получится величина, которая от пробного заряда уже не зависит. Она и может служить характеристикой поля.

Напряжённость электрического поля.  • Определение. Напряжённостью электрического поля в данной точке пространства называетсяНапряжённость электрического поля. • Определение. Напряжённостью электрического поля в данной точке пространства называется физическая величина, равная силе действующей на единицу заряда, помещённого в данную точку пространства. •

Следствия из определения.  • 1. Напряжённость есть векторная величина.  Она направлена вСледствия из определения. • 1. Напряжённость есть векторная величина. Она направлена в сторону действия силы. • 2. Размерность. •

Однородное поле.  • Определение.  • Если напряжённость электрического поля не зависит отОднородное поле. • Определение. • Если напряжённость электрического поля не зависит от координат точки, поле называется однородным.

Силовые линии электрического поля.  • Определение.  • Кривая в пространстве, касательная вСиловые линии электрического поля. • Определение. • Кривая в пространстве, касательная в каждой точке к которой совпадает по направлению с вектором напряжённости электрического поля называется силовой линией. • Силовые линии используются для наглядного представления различных силовых полей

Пробный заряд в поле точечного заряда.  • Если пробный заряд помещён в поле,Пробный заряд в поле точечного заряда. • Если пробный заряд помещён в поле, создаваемое точечным зарядом, то согласно закону Кулона, сила, действующая на пробный заряд, равна: • •

Напряжённость поля точечного заряда.  • Тогда напряжённость поля точечного заряда может быть найденаНапряжённость поля точечного заряда. • Тогда напряжённость поля точечного заряда может быть найдена по формуле: • Если заряд положителен, напряжённость направлена от заряда, если отрицателен – к заряду. •

Направление силовых линий. Направление силовых линий.

Суперпозиция сил.  • Если в данной точке пространства присутствуют несколько полей, то наСуперпозиция сил. • Если в данной точке пространства присутствуют несколько полей, то на пробный заряд действуют несколько сил. Согласно принципу суперпозиции сил, результирующая силы будет равна сумме сил, действующих со стороны каждого поля: •

Суперпозиция полей.  • Разделив эту силу на величину пробного заряда, получим напряжённость результирующегоСуперпозиция полей. • Разделив эту силу на величину пробного заряда, получим напряжённость результирующего поля: •

Формулировка принципа суперпозиции полей.  • Это равенство носит название принципа суперпозиции для напряжённостиФормулировка принципа суперпозиции полей. • Это равенство носит название принципа суперпозиции для напряжённости электрического поля. Он гласит: • Напряжённость результирующего электрического поля, состоящего из нескольких полей, равна сумме напряжённостей складываемых полей.

1. 3. Работа электрического поля, потенциальная энергия заряда в электрическом поле, потенциал.  •1. 3. Работа электрического поля, потенциальная энергия заряда в электрическом поле, потенциал. • Напряжённость электрического поля есть силовая характеристика поля. Однако поле обладает некоторой потенциальной энергией, поэтому обладает и некоторой энергетической характеристикой.

Работа электростатических сил.  • Найдём работу, совершаемую силами,  действующими на пробный зарядРабота электростатических сил. • Найдём работу, совершаемую силами, действующими на пробный заряд со стороны электрического поля. • Найдём эту работу для поля точечного заряда, т. е. для силы •

Формула работы поля точечного заряда.  • Тогда формула работы будет иметь вид: Формула работы поля точечного заряда. • Тогда формула работы будет иметь вид: • Здесь – элементарное перемещение пробного заряда по траектории. •

Схема расчёта.  • Как видно из рисунка: • Схема расчёта. • Как видно из рисунка: •

Работа по перемещению пробного заряда.  • Поэтому работу электрического поля можно найти следующимРабота по перемещению пробного заряда. • Поэтому работу электрического поля можно найти следующим образом •

Потенциальность электростатического поля.  • Отсюда видно, что работа электростатического поля точечного заряда неПотенциальность электростатического поля. • Отсюда видно, что работа электростатического поля точечного заряда не зависит от пути движения пробного заряда, а зависит лишь от начального и конечного состояний. Это значит, что электростатическое поле потенциально. Поскольку любое электростатическое поле есть поле, создаваемое системой точечных зарядов, любое электростатическое поле потенциально.

Потенциальная энергия взаимодействия зарядов.  • В качестве потенциальной энергии можно выбрать величину: Потенциальная энергия взаимодействия зарядов. • В качестве потенциальной энергии можно выбрать величину: • тогда работу можно выразить, как убыль потенциальной энергии •

Зависимость потенциальной энергии от величины пробного заряда.  • Как видно из формулы потенциальнойЗависимость потенциальной энергии от величины пробного заряда. • Как видно из формулы потенциальной энергии, потенциальная энергия прямо пропорциональна величине пробного заряда. Это значит, что потенциальная энергия зависит не только от поля, но и от величины пробного заряда. Поэтому она не может быть характеристикой только поля.

Потенциал • Если разделить потенциальную энергию на величину пробного заряда, получим величину, которая отПотенциал • Если разделить потенциальную энергию на величину пробного заряда, получим величину, которая от пробного заряда уже не зависит. Она и может играть роль энергетической характеристики самого поля. Эта величина и носит название потенциала.

Определение потенциала.  • Определение.  • Физическая величина численно равная потенциальной энергии единицыОпределение потенциала. • Определение. • Физическая величина численно равная потенциальной энергии единицы пробного заряда, называется потенциалом поля в данной точке и обозначается. •

Следствия из определения.  • 1. Скаляр.  • 2. Размерность.  • ТакимСледствия из определения. • 1. Скаляр. • 2. Размерность. • Таким образом или •

Электрон-вольт • Электрон-вольт – это изменение энергии электрона, прошедшего разность потенциалов 1 В. Электрон-вольт • Электрон-вольт – это изменение энергии электрона, прошедшего разность потенциалов 1 В.

Эквипотенциальная поверхность.  • Определение.  • Поверхность в пространстве,  соответствующая одному иЭквипотенциальная поверхность. • Определение. • Поверхность в пространстве, соответствующая одному и тому же значению потенциала, называется эквипотенциальной поверхностью. • Для поля точечного заряда эквипотенциальные поверхности есть сферы с центом в центре заряда.

Примеры эквипотенциальных поверхностей.  • Для поля точечного заряда эквипотенциальные поверхности есть сферы сПримеры эквипотенциальных поверхностей. • Для поля точечного заряда эквипотенциальные поверхности есть сферы с центом в центре заряда. • Для однородного поля эквипотенциальные поверхности есть плоскости, перпендикулярные к вектору напряжённости электрического поля.

Связь силы и потенциальной энергии.  • С помощью потенциальной энергии можно выразить иСвязь силы и потенциальной энергии. • С помощью потенциальной энергии можно выразить и силу, действующую на пробный заряд • откуда в свою очередь можно выразить напряжённость электрического поля. •

Связь потенциала с напряжённостью.  • Для этого разделим предыдущее равенство на пробный заряд:Связь потенциала с напряжённостью. • Для этого разделим предыдущее равенство на пробный заряд: • Но – есть напряжённость электрического поля, а • – есть потенциал поля, так что: •

Потенциальная энергия заряда в поле.  • С помощью понятия потенциала потенциальную энергию любогоПотенциальная энергия заряда в поле. • С помощью понятия потенциала потенциальную энергию любого заряда в электростатическом поле можно выразить следующим образом: • А работу по перемещению заряда в поле можно найти по формуле: •

Потенциал поля точечного заряда.  • Для точечного заряда потенциал можно найти по формуле:Потенциал поля точечного заряда. • Для точечного заряда потенциал можно найти по формуле: •

Определение разности потенциалов • Если известна напряжённость электрического поля, как функция координат, то потенциалОпределение разности потенциалов • Если известна напряжённость электрического поля, как функция координат, то потенциал поля можно найти путём интегрирования напряжённости поля: • . •

Потенциал однородного поля • Если напряжённость поля постоянная величина, её можно вынести за знакПотенциал однородного поля • Если напряжённость поля постоянная величина, её можно вынести за знак интеграла • – угол между напряжённостью электрического поля и перемещением. •

Поле и эквипотенциальные линии. Поле и эквипотенциальные линии.

Разность потенциалов в однородном поле.  • есть расстояние между двумя плоскостями,  перпендикулярнымиРазность потенциалов в однородном поле. • есть расстояние между двумя плоскостями, перпендикулярными напряжённости электрического поля и проходящими через точки, в которых находится разность потенциалов. Это есть расстояние между двумя эквипотенциальными поверхностями. Тогда •

Потенциальная энергия суммы полей.  • Если электрическое поле представляет наложение нескольких полей, тоПотенциальная энергия суммы полей. • Если электрическое поле представляет наложение нескольких полей, то потенциальная энергия пробного заряда в результирующем поле будет равна сумме потенциальных энергий заряда в каждом из полей.

Принцип суперпозиции для потенциала • Отсюда следует т. н. принцип суперпозиции и для потенциала:Принцип суперпозиции для потенциала • Отсюда следует т. н. принцип суперпозиции и для потенциала: потенциал результирующего поля, состоящего из нескольких полей, равен сумме потенциалов складываемых полей.




  • Мы удаляем страницу по первому запросу с достаточным набором данных, указывающих на ваше авторство. Мы также можем оставить страницу, явно указав ваше авторство (страницы полезны всем пользователям рунета и не несут цели нарушения авторских прав). Если такой вариант возможен, пожалуйста, укажите об этом.