Электростатика. Электрическое поле

1. Электростатика. Электрическое поле.

ЭЛЕКТРОСТАТИКА.
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ.
ГБОУ 118 Выборгского района Санкт – Петербурга
Учитель физики Пшеничная Л.В.

2. Электрический заряд

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД
• Точечные заряды – это
заряды, размеры которых
значительно меньше расстояния
между ними.

3. Электрический заряд

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД

4. Электризация тел

ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ ТЕЛ

5. электризация тел Элементарный заряд.

ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ ТЕЛ
ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ ЗАРЯД.
• Модуль минимального заряда протона и
электрона называют элементарным зарядом и
обозначают буквой е.
• е = 1,6 . 10 – 19 Кл
• При электризации заряжаются оба тела, причем
заряды этих тел одинаковые по модулю и
противоположные по знаку.
• Заряд полученный при электризации телом равен:
• Заряд полученный телом при электризации
заряду пропорционален минимальному заряду.
• где N – это количество электронов, полученное
или приобретенное телом при электризации.
• Минимальным зарядом существующим в природе
является заряд протона и заряд электрона.
• Эти заряды противоположны по знаку.
• Зарядом меньшим, чем у электрона и протона
обладают кварки u и d.
• Из кварков состоят протоны и нейтроны.
• Q = N е,

6. Ионы

ИОНЫ
• Атомы, которые потеряли один или несколько
электронов, приобретают положительный заряд.
Их называют положительные ионы или катионы.
• Атомы нейтральны так как
количество протонов в ядре атома
совпадает с количеством электронов
на электронных орбитах.
• Макроскопические тела состоящие
из нейтральных атомов –
электронейтральны.
• Атомы, которые приобретают один или несколько
излишних электронов, становятся отрицательно
заряженными. Их называют отрицательными
ионами или анионами.

7. Электризация трением

ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ ТРЕНИЕМ
• Знак заряда тел при электризации определяется
тем, что одни вещества при трении отдают
электроны а другие получают.
• Например:
• Эбонит и шерсть:
• Одно и то же вещество при трении с различными
веществами может получить заряд разного знака.
• Причина этого явления – в различии энергии
связи электрона с атомами этого вещества.
• Если электрон находиться далеко от ядра,
имеющего положительный заряд, то энергия
связи мала и электрон будет легко покидать свою
орбиту и присоединяться к другому веществу. А
если электрон близко к ядру, то энергия связи
велика.
• Посмотрите видео: 89 — копия.avi
Стекло и шелк:

8. Закон Кулона

ЗАКОН КУЛОНА
Формулировка закона Кулона:
Математическая запись:

9. Закон Кулона

ЗАКОН КУЛОНА
Границы применимости
Закон Кулона верен только для точечных
зарядов.
Закон Кулона в таком виде верен только в
вакууме.
Если заряды находятся в диэлектрике, то силы
электричеcкого взаимодействия уменьшаются
в ε раз.
Эту величину называют диэлектрической
проницаемостью среды.
• Опытная проверка закона.
• Опытная проверка закона была осуществлена в
1785 году Кулоном с помощью крутильных весов.

10. Опытная проверка закона Кулона.

ОПЫТНАЯ ПРОВЕРКА ЗАКОНА
КУЛОНА.
• к

11. Электрическое поле

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

12. Электрическое поле

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
• Электрическое поле – это вид материи окружающей электрические заряды, посредством которого
осуществляется взаимодействие между зарядами.
Свойства электрического поля
1. Электрическое поле материально т.е. существует независимо от нашего сознания.
2. Создается электрическими зарядами и неотделимо от них.
3. Электрическое поле действует на другие заряды с некоторой силой F, которую называют Кулоновской силой
или силой электрического взаимодействия.
4. Обнаруживается по действию на пробный заряд.
5. Взаимодействие происходит со скоростью света с = 300 000 км/с.

13. Основные характеристики электрического поля.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ.
• Напряженность электрического поля
Это векторная физическая величина, являющаяся
силовой характеристикой поля, равная отношению
силы Кулона, с которой поле действует на пробный
положительный заряд, внесенный в это поле к
величине этого заряда.
Е – напряженность
• Потенциал электрического поля.
• Это энергетическая характеристика поля.
• Потенциал электростатического поля в данной
точке – это скалярная физическая величина,
равная отношению потенциальной энергии,
которой обладает пробный положительный заряд,
внесенный в данную точку поля , к величине
этого заряда.
электрического поля,
F – сила Кулона
q – заряд, внесенный в
поле.
• Единица измерения потенциала 1 В.

14. Силовые линии электрического поля

СИЛОВЫЕ ЛИНИИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
• Свойства силовых линий.
• Электрическое поле можно изобразить
графически в виде силовых линий .
• Силовые линии – это линии, в каждой точке
которых вектор напряженности направлен по
касательной к этой линии.
• 1. Силовые линии начинаются на положительном заряде, а
заканчиваются на отрицательном. Эти заряды могут
находиться на бесконечности.
• 2. Силовые линии никогда не пересекаются.
• 3. Условно: число силовых линий, пронизывающих единицу
площади, численно равно модулю напряженности Е.
• 4. Если силовые линии параллельны друг другу и находятся
на одинаковом расстоянии друг от друга, то такое поле
является однородным, т.е. вектор напряженности этого поля в
любой его точке одинаков по модулю и направлению.

15. Принцип суперпозиции полей.

ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ
ПОЛЕЙ.
• Напряженность поля системы зарядов в данной точке равна геометрической сумме напряженностей
полей, созданных в этой точке каждым полем в отдельности.
Суперпозиция полей двух зарядов

16. Электрическое поле точечного заряда

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
ТОЧЕЧНОГО ЗАРЯДА

17. Электрическое поле двух точечных зарядов.

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ДВУХ
ТОЧЕЧНЫХ ЗАРЯДОВ.
Силовые линии
• Если заряды разноименные и равны по модулю,
то такие два заряда называются диполем.
• Отрезок прямой, соединяющий заряды
называется плечом диполя.
• В качестве диполя можно рассматривать любую
полярную молекулу. Например:
Разноименные
заряды
Одноименные
заряды
Строение молекулы
поваренной соли
NaCl

18. Электрическое поле заряженной сферы

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
ЗАРЯЖЕННОЙ СФЕРЫ
Электрическое поле существует только вне сферы. Внутри сферы электрического поля нет.
Но потенциал существует.

19. Электрическое поле заряженной плоскости

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
ЗАРЯЖЕННОЙ ПЛОСКОСТИ

20. Электрическое поле заряженных плоскостей

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ
ЗАРЯЖЕННЫХ ПЛОСКОСТЕЙ
Силовые линии
1
4
• В областях 1 и 3
электрического поля
нет
2
Е=0
3
• В области 2 поле
однородное
• В области 4 поле
перестает быть
однородным

21. Работа сил электростатического поля.

РАБОТА СИЛ
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ.
1. Работа сил электростатического поля при
перемещении заряженной частицы из одной
точки поля в другую не зависит от формы
траектории, а зависит лишь от начального и
конечного положения частицы.
2. По замкнутому контуру работа электрического
поля равна нулю.
3. Вывод: Электрическое поле так же как и
гравитационное потенциально.
Вывод формулы для работы
электростатического поля
-q
+q

22. Потенциальность электростатического поля. Разность потенциалов.

ПОТЕНЦИАЛЬНОСТЬ
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ. РАЗНОСТЬ
ПОТЕНЦИАЛОВ.
• Так как электростатическое поле потенциально,
то работа поля равна изменению потенциальной
энергии взятой с противоположным знаком.
A = - (W2 – W1) = W1 - W2
• Величину ( φ1 –φ2) обозначают U и называют
разностью потенциалов или напряжением.
А=qU
Связь между напряжением и напряженностью
Так как
, то А = q ( φ1 –φ2)

23. Эквипотенциальные поверхности.

ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ
ПОВЕРХНОСТИ.
• Поверхности равного потенциала называют
эквипотенциальными поверхностями.
Свойства
1. Разность потенциалов между двумя точками одной
эквипотенциальной поверхности равна нулю.
2. Работа по перемещению заряда вдоль одной
поверхности равна нулю.
3. Вектор напряженности электрического поля всегда
направлен в сторону уменьшения потенциала.
φ1 >
• Силовые линии в каждой точке
перпендикулярны эквипотенциальной
поверхности.
φ1 > φ5

24. Домашнее задание.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ.
• 1. Изучить презентацию к § 77 – 85.
• 2. Прочитать параграфы 77-85
• 3. Сделать подробный конспект. Все рисунки и формулы которые есть у меня в презентации должны быть
в тетради . Это необходимо. Задачи по электростатике я буду с вами решать в сентябре. Учебники у вас
заберут. Нужна будет теория и я буду ее в начале сентября спрашивать.
• 4. Конспект прислать мне в субботу 16 мая. Будет не оценка, а зачет или не зачет.
• Оценки за эти конспекты получите в сентябре в журнал. Это будет ваша первая оценка в сентябре. Это
задание не последнее. Будет на следующей неделе еще одно. По конденсаторам и электрическому полю в
веществе. В этой презентации 4 урока сразу.