Вы здесь: Главная -> Книги -> Лабораторные работы по физике. Часть II. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ -> Лабораторная работа № 2-1
Новости науки
2016:
78
2015:
12345678910
2014:
123456789101112
2013:
123456789101112
2012:
123456789101112
2011:
123456789101112
2010:
123456789101112
2009:
123456789101112
2008:
123456789101112
2007:
123456789101112
2006:
123456789101112
Рейтинг@Mail.ru

Лабораторная работа № 2-1

При движении частицы массы m и зарядом q, под действием только электрических сил от точки с потенциалом φ1 до точки с потенциалом φ2, кинетическая энергия частиц изменяется от si_1_9 до si_1_10. По закону сохранения энергии имеем:

eq_1_9
где qφ1 и qφ2 - потенциальные энергии частицы в точках с соответствующими потенциалами. Работа А сил электростатического поля в этом случае будет:

eq_1_10

Объединив формулы (1-9) и (1-10) и учитывая, что si_1_11, получим формулу связи напряженности и потенциала:

eq_1_11
т.е. напряженность поля si_11_1 численно равна изменению потенциала dφ на единицу длины dr, отсчитанному в направлении, перпендикулярном к поверхности потенциала, и направлена в сторону убывания потенциала (знак минус).

Величина, указывающая быстроту изменения потенциала при перемещении в направлении, перпендикулярном к поверхности уровня потенциала, называется градиентом потенциала, т.е.

eq_1_12

Геометрическое место точек электрического поля, потенциалы которых одинаковы, называется эквипотенциальной поверхностью или поверхностью равного потенциала, при перемещении заряда по эквипотенциальной поверхности изменение потенциала dφ равно нулю, поэтому работа сил электростатического поля при таком перемещении равна нулю, что говорит о перпендикулярности электростатических сил к направлению перемещения и, следовательно, перпендикулярности силовых линий и эквипотенциальных поверхностей.

Вектор напряженности данной точки электрического поля направлен по нормали к эквипотенциальной поверхности, проведенной через эту точку. На рис.3 изображено электрическое поле, образованное положительным точечным зарядом q и отрицательно заряженной плоскостью Р. Сплошные линии - эквипотенциальные поверхности с потенциалами φ1, φ2, φ3 и т.д., пунктирные - силовые линии поля.

Модель электрического поля

При движении электрического заряда q по замкнутой линии в электрическом поле, его начальная и конечная потенциальная энергии одинаковы. Следовательно, работа сил электрического поля при таком движении будет равна нулю:

eq_1_13
т.к. si_1_12, то

eq_1_14

Выражение в левой части формулы (1-14) называется циркуляцией вектора напряженности (рис.4).

Движение заряда по замкнутой линии в электростатическом поле


главная :: наверх :: добавить в избранное :: сделать стартовой :: рекомендовать другу :: карта сайта :: создано: 12.12.2007
Наша кнопка:
Научно-образовательный портал