Электрическое поле и его напряженность. Принцип суперпозиции полей точечных

полей точечных зарядов.

поле
Закон Кулона: сила электрического взаимодействия проявляется только между двумя заряженными

телами

- для воздуха и для вакуума

и F = 0
НО!
Заряженное тело способно притягивать нейтральные тела (q

= 0)

причина

Электризация тел вблизи заряженного тела

Взаимодействие между наведенными зарядами происходит по закону Кулона

проявляется в виде сил притяжения и отталкивания, стремящихся поворачивать эти

тела по отношению к заряженному телу.

Все это можно наблюдать с помощью следующего опыта:

с частицами манной крупы;
2 – проводники, соединенные с электрической машиной

и создающие электрическое поле;
3 – источник света;
4 – экран, на который проецируется тень от частичек манной крупы

жидкий диэлектрик (например, масло) к которому подмешан порошок с крупинками

удлиненной формы (манная крупа в касторовом масле). В кювету поместим, например, две металлические пластинки, и соединим их с электрической машиной, позволяющей непрерывно разделять положительные и отрицательные заряды.
Чтобы удобно было следить за поведением взвешенных в масле крупинок, спроецируем изображение всей картины на экран или просто отбросим тень кюветы на потолок. При заряде пластинок можно видеть, что отдельные крупинки, расположенные вначале совершенно беспорядочно, начинают перемещаться и поворачиваться, и в конце концов устанавливаются в виде цепочек, тянущихся от одного электрода к другому. В этом опыте каждая крупинка подобна маленькой стрелке. Небольшие размеры крупинок позволяют разместить их одновременно во многих точках среды и благодаря этому обнаружить, что действие заряженного тела проявляется во всех точках окружающего пространства.

заряда в каком-нибудь месте по действиям, производимым им в различных

точках окружающего пространства.

В зависимости от заряда и формы заряженного тела действие его в различных точках пространства будет различным

для полной характеристики заряда надо знать, какое действие он производит во всевозможных точках окружающего пространства, или, как говорят, надо знать электрическое поле, которое возникает вокруг заряда

в котором проявляются действия электрического заряда
электрическое поле есть самостоятельная физическая

реальность, не сводящаяся ни к тепловым, ни к механическим явлениям

Для количественной характеристик электрического поля можно использовать любое из его действий

Обычно пользуются механическими действиями поля на заряженные частицы

в котором проявляются действия электрического заряда
q
q0
q – заряд, создающий электрическое

поле;
q0 – пробный заряд

в котором проявляются действия электрического заряда
q
q0
q – заряд, создающий электрическое

поле;
q0 – пробный заряд, нанесенный, например, на легкий шарик, подвешенный на шелковой нити

действующую на него со стороны электрического поля силу.
По закону Кулона

эта сила пропорциональна величине пробного заряда.

Увеличивая заряд в 2, 3, 4 и более раз мы будем наблюдать увеличение силы в 2, 3, 4 и более раз

зависит от величины пробного заряда и характеризует электрическое поле только

в той точке, где находится пробный заряд.

Отношение F/q0 численно равное силе, действующей на единичный заряд, принимают за количественную меру поля и называют напряженностью поля

таким же образом будет характеризоваться и поле, созданное не одним каким-либо зарядом q, а любой совокупностью зарядов

пространства есть отношение силы, действующей на заряд, помещенный в точку,

к заряду

Определение:

поля, в котором на единичный заряд действует сила, равная единице.

За единицу напряженности принимают напряженность поля, в котором на заряд, равный одному кулону, действует сила, равная одному ньютону.

Система СИ:

Эту единицу называют вольтом на метр (В/м)

[E] = В/м

величина (так как зависит от силы)
Любая сила определяется не только

численным значением, но и направлением

Для полной характеристики напряженности надо указать также и ее направление

силы, действующей на положительный заряд!!!
- сила, действующая на заряд q

со стороны электрического поля

Если q > 0 - векторы F и E направлены в одну сторону

Если q < 0 - векторы F и E направлены в противоположные стороны

Направление вектора E не зависит от знака заряда q

проведенный из заряда q к заряду q0.
- напряженность поля точечного

заряда на расстоянии r от него

поля направлен вдоль прямой, соединяющей эту точку и заряд:
от заряда,

если q > 0 (рис. а)
к заряду, если q < 0 (рис. b)

и q2:
E1 – напряженность поля в некоторой точке А, вызванная

зарядом q1 (когда заряд q2 отсутствует)
E2 – напряженность поля в некоторой точке А, вызванная зарядом q2 (когда заряд q1 отсутствует)

напряженность поля в точке А может быть найдена по правилу

параллелограмма

если из точки А отложить отрезки, изображающие по модулю и по направлению напряженности E1 и E2, и на этих отрезках, как на сторонах построить параллелограмм, то напряженность E результирующего поля по модулю и направлению представится диагональю этого параллелограмма.

поля не только двух, но и любого числа зарядов
Напряженность поля

системы зарядов в данной точке равна геометрической (векторной) сумме напряженностей полей, созданных в этой точке каждым зарядом в отдельности:

Принцип суперпозиции полей

каждой точке поля совпадают с вектором напряженности электростатического поля в

этой точке.
Линии напряженности не пересекаются.
Положительный заряд является источником линий напряженности; отрицательный заряд является стоком линий напряженности.
Модуль вектора напряженности пропорционален степени сгущения линий напряженности электростатического поля. Электрическое поле, векторы напряженности которого одинаковы во всех точках пространства, называется однородным.

с которой поле в этой точке будет действовать на заряд.
В

некоторой точке поля на заряд 5∙10-9 Кл действует сила 3 ∙ 10-4 Н. Найдите напряженность поля в этой точке и определите величину заряда, создающего поле, если точка удалена от него на расстояние 0,1 м?
В какую среду помещен точечный электрический заряд 4,5 ∙10-7 Кл, если на расстоянии 5 см от него напряженность поля равна 2 ∙104 Н/Кл?