Потенциал, работа сил электростатического поля

Электрическое поле Скачать презентацию
<< Характеристика электростатического поля		Поле >>

Электростатика	Электростатика	Потенциал и работа электростатического поля	Потенциал и работа электростатического поля	Напряженность и потенциал
Способ описания поля – с помощью потенциала				Работа сил электростатического поля
Работа сил электростатического поля	F(r) – модуль вектора силы	Электростатическое поле потенциально	Вычислим работу, которую совершает электростатическое поле	Полная работа при перемещении из точки 1 в точку 2 равна интегралу
Работа электростатических сил не зависит от формы пути	Положительный единичный заряд	Положительный единичный заряд	Вся работа	Разобьем произвольно замкнутый путь на две части
Теорема о циркуляции позволяет сделать ряд важных выводов	Работа и потенциальная энергия	Общая работа А будет равна сумме работ каждой силы	Работу сил электростатического поля можно выразить через убыль	Потенциал
Потенциал численно равен потенциальной энергии	Значение потенциальной энергии	Физический смысл имеет не потенциал, а разность потенциалов	Определение потенциала	Принцип суперпозиции
Выразим работу сил электростатического поля	Формулу можно использовать для установления единиц потенциала	Электрон - вольт	Связь между напряженностью и потенциалом	Работа
Определение градиента	Знак минус	Вектор напряженности электрического поля Е	Вектор напряженности электрического поля Е	Безвихревой характер электростатического поля
Величина называется ротором или вихрем	Связь между контурным и поверхностным интегралами	Силовые линии и эквипотенциальные поверхности	Воображаемая поверхность	Воображаемая поверхность
Линии напряженности и эквипотенциальные поверхности	Линии напряженности и эквипотенциальные поверхности	Линии напряженности и эквипотенциальные поверхности	Линии напряженности и эквипотенциальные поверхности	Связь потенциала с напряженностью
Интеграл можно брать по любой линии	Линии электростатического поля	Расстояние между эквипотенциальными поверхностями мало	Расстояние между эквипотенциальными поверхностями мало	Расстояние между эквипотенциальными поверхностями мало
Расчет потенциалов простейших электростатических полей	Разность потенциалов между двумя бесконечными заряженными плоскостями	Разность потенциалов между двумя бесконечными заряженными плоскостями	Напряженность связана с потенциалом	Выражение для потенциала между плоскостями
Зависимость напряженности E и потенциала	Зависимость напряженности E и потенциала	Разность потенциалов между точками поля	Разность потенциалов в произвольных точках	49
49	Разность потенциалов между обкладками цилиндрического конденсатора	Разность потенциалов между обкладками цилиндрического конденсатора	Т.к. , то	Потенциал уменьшается по логарифмическому закону
Разность потенциалов заряженной сферы (пустотелой)	Разность потенциалов заряженной сферы (пустотелой)	А т.к. , то	55	Разность потенциалов внутри диэлектрического заряженного шара
Разность потенциалов внутри диэлектрического заряженного шара	Напряженность поля шара, вычисленная с помощью теоремы	Разность потенциалов шара	Потенциал шара	Напряженность поля в вакууме
Лекция окончена

Картинки из презентации «Потенциал, работа сил электростатического поля» к уроку физики на тему «Электрическое поле»

Автор: Кузнецов С.И.. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока физики, скачайте бесплатно презентацию «Потенциал, работа сил электростатического поля.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 2425 КБ.

Скачать презентацию

Потенциал, работа сил электростатического поля

содержание презентации «Потенциал, работа сил электростатического поля.ppt»

Сл	Текст	Сл	Текст
1	Электростатика. Кузнецов Сергей Иванович доцент кафедры ОФ	26	совершенная силами поля над зарядом, равным заряду электрона при
1	ЕНМФ ТПУ. Пятница, 3 октября 2014 г. 1.	26	прохождении им разности потенциалов 1 В, то есть: 26.
2	Тема 3. ПОТЕНЦИАЛ И РАБОТА ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ. СВЯЗЬ	27	3.4. Связь между напряженностью и потенциалом. Изобразим
	НАПРЯЖЕННОСТИ С ПОТЕНЦИАЛОМ. 3.1. Теорема о циркуляции вектора		перемещение заряда q` по произвольному пути l в
	3.2. Работа сил электростатического поля. Потенциальная энергия		электростатическом поле . Работу, совершенную силами
	3.3. Потенциал. Разность потенциалов 3.4. Связь между		электростатического поля на бесконечно малом отрезке можно найти
	напряженностью и потенциалом 3.5. Силовые линии и		так: (3.4.1). 27.
	эквипотенциальные поверхности 3.6. Расчет потенциалов простейших	28	С другой стороны, эта работа, равна убыли потенциальной
	электростатических полей. 2.		энергии заряда, перемещенного на расстоянии dl: отсюда (3.4.2 ).
3	3.1. Напряженность и потенциал. В предыдущей теме было		28.
	показано, что взаимодействие между покоящимися зарядами	29	Для ориентации dl (направление перемещения) в пространстве,
	осуществляется через электростатическое поле. Описание		надо знать проекции на оси координат: Определение градиента:
	электростатического поля мы рассматривали с помощью вектора		сумма первых производных от какой-либо функции по координатам
	напряженности , равного силе, действующей в данной точке на		есть градиент этой функции – вектор, показывающий направление
	помещенный в неё пробный единичный положительный заряд. 3.		наибыстрейшего увеличения функции. 29.
4	Существует и другой способ описания поля – с помощью	30	Коротко связь между и ? записывается так: (3.4.4) или так:
	потенциала. Однако для этого необходимо сначала доказать, что		(3.4.5) где (набла) означает символический вектор, называемый
	силы электростатического поля консервативны, а само поле		оператором Гамильтона Знак минус говорит о том, что вектор
	потенциально. 4.		направлен в сторону уменьшения потенциала электрического поля.
5	Работа сил электростатического поля. Рассмотрим поле,		30.
	создаваемое неподвижным точечным зарядом q. В любой точке этого	31	Вектор напряженности электрического поля Е направлен против
	поля на пробный точечный заряд q' действует сила F. 5.		направления наискорейшего роста потенциала: n – единичный вектор
6	Где f(r) – модуль вектора силы , – единичный вектор,		нормали к эквипотенциальной поверхности ? = const.
	определяющий положение заряда q относительно q', ?0 –	32	3.5. Безвихревой характер электростатического поля. Из
	электрическая постоянная. 6.		условия следует одно важное соотношение, а именно, величина,
7	Для того, чтобы доказать, что электростатическое поле		векторного произведения для стационарных электрических полей
	потенциально, нужно доказать, что силы электростатического поля		всегда равна нулю. Действительно, по определению, имеем ,
	консервативны. Из раздела «Физические основы механики» известно,		поскольку определитель содержит две одинаковые строки. 32.
	что любое стационарное поле центральных сил является	33	Величина называется ротором или вихрем Мы получаем важнейшее
	консервативным, т.е. работа сил этого поля не зависит от формы		уравнение электростатики: (3.5.1) электростатическое поле –
	пути, а только от положения конечной и начальной точек. 7.		безвихревое. 33.
8	Вычислим работу, которую совершает электростатическое поле,	34	Согласно теореме Стокса, присутствует следующая связь между
	созданное зарядом q по перемещению заряда q' из точки 1 в точку		контурным и поверхностным интегралами: где контур L
	2. Работа на отрезке пути dl равна: где dr – приращение		ограничивающий поверхность S ориентация которой определяется
	радиус-вектора при перемещении на dl; 8.		направлением вектора положительной нормали : Поэтому работа при
9	Полная работа при перемещении из точки 1 в точку 2 равна		перемещении заряда по любому замкнутому пути в
9	интегралу: 9.		электростатическом поле равна нулю. 34.
10	Работа электростатических сил не зависит от формы пути, а	35	3.6. Силовые линии и эквипотенциальные поверхности.
	только лишь от координат начальной и конечной точек перемещения.		Направление силовой линии (линии напряженности) в каждой точке
	Следовательно, силы поля консервативны, а само поле –		совпадает с направлением . Отсюда следует, что напряженность
	потенциально. 10.		равна разности потенциалов U на единицу длины силовой линии.
11	Если в качестве пробного заряда, перенесенного из точки 1		Именно вдоль силовой линии происходит максимальное изменение
	заданного поля в точку 2, взять положительный единичный заряд q,		потенциала. Поэтому всегда можно определить между двумя точками,
	то элементарная работа сил поля будет равна: 11.		измеряя U между ними, причем тем точнее, чем ближе точки. В
12	Тогда вся работа равна: (3.1.3) Такой интеграл по замкнутому		однородном электрическом поле силовые линии – прямые. Поэтому
	контуру называется циркуляцией вектора Из независимости		здесь определить наиболее просто: (3.6.1). 35.
	линейного интеграла от пути между двумя точками следует, что по	36	Воображаемая поверхность, все точки которой имеют одинаковый
	произвольному замкнутому пути: (3.1.4) теорема о циркуляции		потенциал, называется эквипотенциальной поверхностью. Уравнение
	вектора . 12.		этой поверхности (3.6.2). 36.
13	Для доказательства теоремы разобьем произвольно замкнутый	37	Линии напряженности и эквипотенциальные поверхности взаимно
	путь на две части: 1а2 и 2b1. Из сказанного выше следует, что	37	перпендикулярны. 37.
	(Интегралы по модулю равны, но знаки противоположны). Тогда	38	Формула выражает связь потенциала с напряженностью и
	работа по замкнутому пути: 13.		позволяет по известным значениям ? найти напряженность поля в
14	Теорема о циркуляции позволяет сделать ряд важных выводов,		каждой точке. Можно решить и обратную задачу, т.е. по известным
	практически не прибегая к расчетам. Рассмотрим простой пример,		значениям в каждой точке поля найти разность потенциалов между
	подтверждающий это заключение. 1)Линии электростатического поля		двумя произвольными точками поля. 38.
	не могут быть замкнутыми. В самом деле, если это не так, и	39	Интеграл можно брать по любой линии, соединяющие точку 1 и
	какая-то линия – замкнута, то, взяв циркуляцию вдоль этой линии,		точку 2, ибо работа сил поля не зависит от пути. Для обхода по
	мы сразу же придем к противоречию с теоремой о циркуляции		замкнутому контуру получим: т.е. пришли к известной нам теореме
	вектора : . А в данном случае направление интегрирования в одну		о циркуляции вектора напряженности: циркуляция вектора
	сторону, поэтому циркуляция вектора не равна нулю. 14.		напряженности электростатического поля вдоль любого замкнутого
15	3.2. Работа и потенциальная энергия. Мы сделали важное		контура равна нулю. Поле, обладающее этим свойством, называется
	заключение, что электростатическое поле потенциально.		потенциальным. 39.
	Следовательно, можно ввести функцию состояния, зависящую от	40	Из обращения в нуль циркуляции вектора следует, что линии
	координат – потенциальную энергию. 15.		электростатического поля не могут быть замкнутыми: они
16	Исходя из принципа суперпозиции сил , можно показать, что		начинаются на положительных зарядах (истоки) и на отрицательных
	общая работа А будет равна сумме работ каждой силы: Здесь каждое		зарядах заканчиваются (стоки) или уходят в бесконечность. 40.
	слагаемое не зависит от формы пути, следовательно, не зависит от	41	Там, где расстояние между эквипотенциальными поверхностями
	формы пути и сумма. 16.		мало, напряженность поля наибольшая. Наибольшее электрическое
17	Работу сил электростатического поля можно выразить через		поле в воздухе при атмосферном давлении достигает около 106 В/м.
	убыль потенциальной энергии – разность двух функций состояний:		41.
	(3.2.2) Это выражение для работы можно переписать в виде:	42	3.7. Расчет потенциалов простейших электростатических полей.
	(3.2.3) Сопоставляя формулу (3.2.2) и (3.2.3), получаем		Рассмотрим несколько примеров вычисления разности потенциалов
	выражение для потенциальной энергии заряда q' в поле заряда q:		между точками поля, созданного некоторыми заряженными телами.
	(3.2.4). 17.		42.
18	3.3. Потенциал. Разность потенциалов. Разные пробные заряды	43	3.7.1. Разность потенциалов между двумя бесконечными
	q',q'',… будут обладать в одной и той же точке поля разными	43	заряженными плоскостями. 43.
	энергиями W', W'' и так далее. Однако отношение будет для всех	44	Мы показали, что напряженность связана с потенциалом отсюда
	зарядов одним и тем же. Поэтому можно вести скалярную величину,		где – напряженность электростатического поля между заряженными
	являющуюся энергетической характеристикой поля – потенциал: 18.		плоскостями ? = q/S – поверхностная плотность заряда. 44.
19	Из этого выражения следует, что потенциал численно равен	45	Чтобы получить выражение для потенциала между плоскостями,
	потенциальной энергии, которой обладает в данной точке поля	45	проинтегрируем выражение При x1 = 0 и x2 = d (3.7.3). 45.
	единичный положительный заряд. 19.	46	На рисунке изображена зависимость напряженности E и
20	Подставив в выражение для потенциала значение потенциальной	46	потенциала ? от расстояния между плоскостями. 46.
	энергии (3.2.4), получим выражение для потенциала точечного	47	3.7.2. Разность потенциалов между точками поля,
	заряда: (3.3.2) Потенциал, как и потенциальная энергия,		образованного бесконечно длинной цилиндрической поверхностью. С
	определяют с точностью до постоянной интегрирования. 20.		помощью теоремы Остроградского-Гаусса мы показали, что. 47.
21	физический смысл имеет не потенциал, а разность потенциалов,	48	Тогда,т.к. отсюда следует, что разность потенциалов в
	поэтому договорились считать, что потенциал точки, удаленной в	48	произвольных точках 1 и 2 будет равна: 48.
	бесконечность, равен нулю. Когда говорят «потенциал такой-то	49	49.
	точки» – имеют в виду разность потенциалов между этой точкой и	50	3.7.3. Разность потенциалов между обкладками цилиндрического
	точкой, удаленной в бесконечность. 21.	50	конденсатора. 50.
22	Другое определение потенциала: т.е. потенциал численно равен	51	Т.к. , то. 51.
	работе, которую совершают силы поля над единичным положительным	52	Таким образом, внутри меньшего цилиндра имеем , Е = 0, ? =
	зарядом при удалении его из данной точки в бесконечность (или		const; между обкладками потенциал уменьшается по
	наоборот – такую же работу нужно совершить, чтобы переместить		логарифмическому закону, вторая обкладка (вне цилиндров)
	единичный положительный заряд из бесконечности в данную точку		экранирует электрическое поле и ? и Е равны нулю. 52.
	поля). При этом , если q > 0. 22.	53	3.7.4. Разность потенциалов заряженной сферы (пустотелой).
23	Если поле создается системой зарядов, то, используя принцип	53	Напряженность поля сферы определяется формулой. 53.
	суперпозиции, получаем: (3.3.3) Тогда и для потенциала или	54	А т.к. , то. 54.
	(3.3.4) т.е. потенциал поля, создаваемый системой зарядов, равен	55	55.
	алгебраической сумме потенциалов, создаваемых каждым из зарядов	56	3.7.5. Разность потенциалов внутри диэлектрического
	в отдельности. А вот напряженности складываются при наложении		заряженного шара. Имеем диэлектрический шар заряженный с
	полей – векторно. 23.		объемной плотностью. 56.
24	Выразим работу сил электростатического поля через разность	57	Напряженность поля шара, вычисленная с помощью теоремы
	потенциалов между начальной и конечной точками: Таким образом,	57	Остроградского-Гаусса: 57.
	работа над зарядом q равна произведению заряда на убыль	58	Отсюда найдем разность потенциалов шара: или. 58.
	потенциала: (3.3.6) где U – напряжение. 24.	59	Потенциал шара: 59.
25	Формулу можно использовать для установления единиц	60	Из полученных соотношений можно сделать следующие выводы: С
	потенциала: за единицу ? принимают потенциал в такой точке поля,		помощью теоремы Гаусса сравнительно просто можно рассчитать Е и
	для перемещения в которую из бесконечности единичного		? от различных заряженных поверхностей. Напряженность поля в
	положительного заряда необходимо совершить работу равную		вакууме изменяется скачком при переходе через заряженную
	единице. В СИ единица потенциала. 25.		поверхность. Потенциал поля – всегда непрерывная функция
26	Производными единицами эВ являются МэВ, ГэВ и ТэВ: 1 МэВ =		координат. 60.
	106 эВ = 1,60?10?13 Дж, 1 ГэВ = 109 эВ = 1,60?10?10 Дж, 1 ТэВ =	61	Лекция окончена. 61.
	1012 эВ = 1,60?10?7 Дж. Электрон - вольт (эВ) – это работа,
«Потенциал, работа сил электростатического поля» \| Потенциал, работа сил электростатического поля.ppt

http://900igr.net/kartinki/fizika/Potentsial-rabota-sil-elektrostaticheskogo-polja/Potentsial-rabota-sil-elektrostaticheskogo-polja.html

cсылка на страницу

Электрическое поле

другие презентации об электрическом поле

«Электрическое поле и его напряжённость» - Основные свойства электрического поля. «Электрическое поле. Как взаимодействуют электрические заряды? Напряженность поля точечного заряда. Линии электрического поля начинаются на положительных зарядах и уходят в бесконечность. Поле неподвижных зарядов – электростатическое – не меняется со временем. Проверка домашнего задания:

«Напряженность электрического поля» - Единица измерения напряжения в системе СИ: [ U ] = 1 B 1 Вольт равен электрическому напряжению на участке цепи, где при протекании заряда, равного 1 Кл, совершается работа, равная 1 Дж: 1 В = 1 Дж/1 Кл. Электрическое напряжение. Связь между напряженностью электрического поля и потенциалом Как известно, в потенциальном поле сила может быть получена из потенциальной энергии из соотношения.

«Характеристика электростатического поля» - Напряженность и потенциал поля. Энергетическая характеристика поля. Напряженность и потенциал. Электрический заряд. Напряженность и потенциал точечного заряда. Эквипотенциальные поверхности. Связь между напряжением и напряженностью. Энергетическая характеристика электростатического поля. Разность потенциалов.

«Электрическое поле» - Электростатический кроссворд. В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной. Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются. Электризация тел. Электризация трением. Виды электризации. Основные законы электрического взаимодействия. Электризация через влияние.

«Потенциал поля» - Напряженность внутри проводника = 0, значит и разность потенциалов внутри = 0. Энергетические характеристики электростатического поля. Напряженность эл. поля направлена в сторону уменьшения потенциала. Всякое электростатическое поле-потенциально. На замкнутой траектории работа электростатического поля равна 0.

«Напряженность и потенциал электрического поля» - Почему акула быстро обнаруживает упавшего в воду человека? Напряженность электрического поля при обычных нагрузках не превышает 0,5 В/см. 1. Одиночная клетка при возбуждении образует разность потенциалов порядка 150 мВ. Некоторые практические примеры применения основных характеристик электрического поля.

Урок