ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ Цель работы: исследовать ход эквипотенциальных линий электростатического поля, используя метод моделирования; построить силовые линии этого поля.
Теория метода
Вокруг заряда или заряженного тела в пространстве возникает электрическое поле. В этом поле на любой заряд действует электростатическая сила Кулона. Полем называется форма материи, передающая силовые взаимодействия между макроскопическими телами или частицами, входящими в состав вещества. В электростатическом поле осуществляется силовое взаимодействие заряженных тел. Электростатическое поле - стационарное электрическое поле, является частным случаем электрического поля, созданного неподвижными зарядами. Электрическое поле характеризуется в каждой точке пространства двумя характеристиками: силовой - вектором электрической напряженности и энергетической – потенциалом , являющимся скалярной величиной. Напряженностью данной точки электрического поля называется векторная физическая величина, численно равная и совпадающая по направлению с силой , действующей со стороны поля на единичный положительный заряд , помещенный в рассматриваемую точку поля: . Силовой линией электрического поля называется линия, касательные к которой в каждой точке определяют направления векторов напряженности соответствующих точек электрического поля. Число 0силовых линий, проходящих через единицу площади, нормальной к этим линиям, численно равно величине вектора напряженности электрического поля в центре этой площади. Линии напряженности электростатического поля начинаются на положительном заряде и уходят в бесконечность для поля, создаваемого этим зарядом. Для поля создаваемого отрицательным зарядом, силовые линии приходят из бесконечности к заряду. Потенциалом электростатического поля в данной точке называется скалярная величина, численно равная потенциальной энергии единичного положительного заряда, помещенного данную точку поля: . Работа, которая совершается силами электростатического поля при пе0ремещении точечного электрического заряда , равна произведению этого заряда на разность потенциалов между начальной и конечной точками пути: , где и - потенциалы начальной и конечной точек поля при перемещении заряда. Напряженность связана с потенциалом электростатического поля соотношением: . Градиент потенциала, указывает направление наиболее быстрого изменения потенциала при перемещении в направлении, перпендикулярном к поверхности равного потенциала. Напряженность поля численно равна изменению потенциала на единицу длины , отсчитанному в направлении, перпендикулярном к поверхности равного потенциала, и направлена в сторону его убывания (знак минус): . Геометрическое место точек электрического поля, потенциалы которых одинаковы, называется эквипотенциальной поверхностью или поверхностью равного потенциала. Вектор напряженности каждой точки электрического поля нормален к эквипотенциальной поверхности, проведенной через эту точку. На рис. 1 графически изображено электрическое поле, образованное положительным точечным зарядом и отрицательно заряженной плоскостью Р. Сплошные линии эквипотенциальные поверхности с потенциалами , , и т.д., пунктирные липни - силовые линии поля, их направление показано стрелкой. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|