Потенциальная энергия заряженного тела в однородном электростатическом поле. Потенциал электростатического поля.

Потенциальная энергия заряженного тела в однородном электростатическом поле. Потенциал электростатического поля, разность потенциалов. Связь между напряженностью электростатического поля и напряжением. Эквипотенциальные поверхности.

Проверка домашнего задания

1. Что называют электрическим полем?

2. Чем создается электрическое поле?

3. Что называется напряженностью электрического поля?

4. В каких единицах измеряется напряженность электрического поля?

5. Как направлен вектор напряженности в поле положительного заряда, в поле отрицательного заряда?

6. Для чего вводятся силовые линии электрического поля?

7. В чем заключается принцип суперпозиции электрического полей?

Расставьте + и -

Расставьте + и -

Потенциальная энергия

• Заряженные тела притягивают или отталкивают друг друга. При перемещении заряженных тел, действующие на них силы совершают работу . Из механики известно, что система, способная совершить работу благодаря взаимодействию тел друг с другом, обладает потенциальной энергией. Значит, система заряженных тел обладает потенциальной энергией, называемой электростатической или электрической .

Работа при перемещении заряда в однородном электростатическом поле.

• Однородное поле создают, например, большие параллельные металлические пластины, имеющие заряды противоположного знака. Это поле действует на заряд q с постоянной силой

Работа не зависит от формы траектории.

Следовательно, электростатическая сила является консервативной.

Потенциальная энергия

• Работа консервативной силы равна изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком:

• Потенциальная энергия заряда в однородном электростатическом поле равна:

Потенциальная энергия

• Если поле совершает положительную работу, то потенциальная энергия заряженного тела в поле уменьшается:

Одновременно согласно закону сохранения энергии растет его кинетическая энергия.

• Если работа отрицательна, то

Кинетическая энергия уменьшается.

• На замкнутой траектории работа поля равна нулю:

• Поля обладающие таким свойством, называют потенциальными

Потенциал

• Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле пропорциональна заряду. Следовательно

Отношение потенциальной энергии к заряду не зависит от помещённого в поле заряда.

Потенциалом точки электростатического поля называют отношение потенциальной энергии заряда, помещённого в данную точку, к этому заряду .

- скаляр, энергетическая характеристика поля.

Разность потенциалов

• Изменение потенциала не зависит от выбора нулевого уровня отсчёта потенциала.

• Здесь - разность потенциалов (напряжение).

Разность потенциалов (напряжение) между двумя точками равна отношению работы поля при перемещении положительного заряда из начальной точки в конечную к величине этого заряда.

Единица разности потенциалов 1В=1Дж/1Кл.

Связь между напряжённостью электростатического поля и разностью потенциалов.

• Электрическое поле совершает работу

Приравняв правые части, получим

Единица напряжённости

Эквипотенциальные поверхности

• Поверхности равного потенциала называют эквипотенциальными.

Эквипотенциальные поверхности однородного поля представляют собой плоскости, а поля точечного заряда – концентрические сферы.

Напряжённость электрического поля направлена в сторону убывания потенциала.

Закрепление

1. Докажите, что система заряженных тел обладает потенциальной энергией.

2. Как рассчитать потенциальную энергию заряда?

3. Как связано изменение потенциальной энергии заряженной частицы с работой электрического поля?

4. Дайте определение потенциала.

5. Чему равна разность потенциалов между двумя точками?

6. Какова связь между напряжённостью и разностью потенциалов?

7. Какие поверхности называются эквипотенциальными?

Задача: Разность потенциалов между точками, лежащими на одной силовой линии на расстоянии 3 см друг от друга, равна 120 В. Определите напряжённость поля, если известно, что оно однородно.

Домашнее задание

• Лекция
• Параграфы 96,97,98
• Упр 17(9)