Презентация на тему "Электричество и магнетизм"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Электричество и магнетизм

  Закон Кулона. Напряженность. Электрический диполь. Потенциал.

• 
  Слайд 2

  электростатика

• 
  Слайд 3

  План лекции

  Электрический заряд и его свойства Закон сохранения заряда. Закон Кулона. Напряжённость электростатического поля. Линии напряжённости электростатического поля. Поток вектора напряжённости. Принципы суперпозиции. Поле диполя. Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме. Циркуляция вектора напряжённости электростатического поля. Потенциал электростатического поля.

• 
  Слайд 4

  Электризация

• 
  Слайд 5

  Электроскоп

• 
  Слайд 6

  Закон сохранения заряда

  Алгебраическая сумма электрических зарядов любой замкнутой системы остаётся неизменной, какие бы процессы ни происходили внутри данной системы. Замкнутая система – система, не обменивающая зарядами с внешними телами

• 
  Слайд 7
  

  7 Закон сохранения электрического заряда В электрически изолированной системе, т. е. в системе, которая не обменивается зарядами с внешними телами, алгебраическая сумма электрических зарядов является величиной постоянной:

• 
  Слайд 8

  Взаимодействие зарядов

• 
  Слайд 9

  Закон Кулона

• 
  Слайд 10
  
• 
  Слайд 11

  Закон Кулона

  Сила взаимодействия между неподвижными точечными зарядами, находящимися в вакууме, пропорциональна зарядам и и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

• 
  Слайд 12
  
• 
  Слайд 13
  
• 
  Слайд 14
  
• 
  Слайд 15

  Кулоновская сила

  Сила направлена по прямой, соединяющей взаимодействующие заряды, т.е. является центральной. В случае разноимённых зарядов- соответствует притяжению. В случае одноимённых зарядов - соответствует отталкиванию. Эта сила называется кулоновской силой.

• 
  Слайд 16

  Распределение электрических зарядов

• 
  Слайд 17

  Линейная плотность электрических зарядов

• 
  Слайд 18

  Поверхностная плотность электрических зарядов

• 
  Слайд 19

  Объемная плотность электрических зарядов

• 
  Слайд 20

  Напряженность электрического поля

• 
  Слайд 21

  Электростатическое поле

  Напряжённость электростатического поля – физическая величина, определяемая силой, действующей на единичный положительный заряд, помещённый в данную точку поля: Напряжённость электростатического поля – силовая векторная характеристика электростатического поля.

• 
  Слайд 22

  Напряженность поля точечного заряда

• 
  Слайд 23
  

  Вектор напряженности во всех точках поля направлен радиально от заряда, если он положителен, и радиально к заряду, если отрицателен

• 
  Слайд 24
  

  Линия напряженности - линия, в каждой точке которой вектор напряженности направлен по касательной к этой линии

• 
  Слайд 25
  
• 
  Слайд 26
  
• 
  Слайд 27
  
• 
  Слайд 28

  Поток вектора напряженности электрического поля.

  Поток вектораэлектрического поля через поверхностьSизмеряется числом силовых линий пронизывающих данную поверхность.

• 
  Слайд 29

  Поток вектора напряжённости электростатического поля

• 
  Слайд 30

  Элементарный поток

• 
  Слайд 31
  

  Поток вектора напряженности через произвольную поверхность, окружающую заряд

• 
  Слайд 32
  

  . В случае однородного поля,перпендикуляр-ного к плоской повер-хностичисло линий, пронизывающих 1 м2равноЕ , а через всю поверхностьS┴по-ток вектора напря-женностибудет равен

• 
  Слайд 33
  

  естьпроекция вектора на направление нормали к поверхности S.В этом случае

• 
  Слайд 34
  

  Введем понятие вектора площади сонаправленного с единичным вектором нормали к поверхностиS, а по модулю равного площади этой поверхности Тогда поток через поверхность будет равен

• 
  Слайд 35

  Произвольная поверхность

  неоднородного поля

• 
  Слайд 36
  
• 
  Слайд 37
  

  Вычисление потока через произвольнуюзамкнутую поверхность

• 
  Слайд 38
  
• 
  Слайд 39
  

  У замкнутых поверхностей внешняя нормаль - положительная Входящие во внутрь силовые линии создают отрицательный поток, а выходящие из поверхности положительный поток.

• 
  Слайд 40

  Поток вектора напряженности сквозь сферическую поверхность радиуса R

• 
  Слайд 41

  Принцип суперпозиции электростатических сил

• 
  Слайд 42
  

  Результирующая сила, действующая на пробный заряд в любой точке поля равна геометрической сумме сил, приложенных к этому заряду со стороны неподвижных точечных зарядов

• 
  Слайд 43
  
• 
  Слайд 44

  Принцип суперпозиции полей

  напряженность результирующего поля, создаваемого системой зарядов, равна геометрической сумме напряженностей полей, создаваемых в данной точке каждым из зарядов в отдельности

• 
  Слайд 45

  Напряженность электростатического поля

• 
  Слайд 46
  
• 
  Слайд 47
  
• 
  Слайд 48

  Электрический диполь

  система двух равных по модулю разноименных точечных зарядов, расстояние lмежду которыми значительно меньше расстояния до рассматриваемых точек поля.

• 
  Слайд 49
  

  Вектор, направленный по оси диполя (прямой, проходящей через оба заряда) от отрицательного заряда к положительному и равный расстоянию между ними, называетсяплечом диполяl.

• 
  Слайд 50
  

  Вектор совпадающий по направлению с плечом диполя и равный произведению заряда на плечо l, называетсяэлектрическим моментом диполя или дипольным моментом

• 
  Слайд 51
  
• 
  Слайд 52

  Непрерывное распределение системы зарядов в пространстве

  Напряженность поля этой системы в вакууме, согласно принципу суперпозиции полей

• 
  Слайд 53
  

  Электростатическое поле точечного заряда – центральное и поэтому потенциальное. На точечный заряд в этом поле действует сила, работа этой силы на любой замкнутой траектории равна нулю

• 
  Слайд 54

  Циркуляция вектора напряженности вдоль замкнутого контура

  Циркуляция вектора напряженности электрического поля точечного заряда вдоль произвольного замкнутого контура, проведенного в поле равна нулю.

• 
  Слайд 55

  Напряженность электрического поля

  произвольной системы точечных зарядов

• 
  Слайд 56
  

  Это соотношение подтверждает то, что любое электростатическое поле потенциально

• 
  Слайд 57

  Циркуляция вектора напряжённости

  Интеграл называется циркуляцией вектора напряжённости. Теорема о циркуляции вектора Силовое поле, обладающее таким свойством, называется потенциальным.

• 
  Слайд 58

  Работа перемещения заряда в поле

  Работа при перемещении заряда из точки 1 в точку 2: не зависит от траектории перемещения, а определяется только положениями начальной 1 и конечной 2 точек. Электростатическое поле точечного заряда является потенциальным, а электростатические силы – консервативными.

• 
  Слайд 59
  

  Работа перемещения заряда во внешнем электростатическом поле по любому замкнутому контуру будет равна:

• 
  Слайд 60

  Работа кулоновских сил зависит только от начальной и конечной точки

  Уравнения электростатики в вакууме 60

• 
  Слайд 61
  

  Работа, совершаемая силами электростатического поля при малом перемещении точечного заряда в этом поле, равна убыли потенциальной энергиизаряда в рассматриваемом поле

• 
  Слайд 62
  

  Для поля системы изnточечных зарядов

• 
  Слайд 63
  

  При непрерывном распределении зарядов в пространстве, потенциальная энергия заряда в поле равна

• 
  Слайд 64

  Потенциал электростатического поля

• 
  Слайд 65
  

  Потенциалом электростатического поля называется физическая величина, равная отношению потенциальной энергии пробного точечного электрического заряда, помещенного в рассматриваемую точку поля, к этому заряду

• 
  Слайд 66

  Принцип суперпозиции электростатических полей

  Если поле создаётся несколькими зарядами, то потенциал поля системы зарядов равен алгебраической сумме потенциалов полей всех этих зарядов

• 
  Слайд 67
  

  При наложении электростатических полей их потенциалы складываются алгебраически

• 
  Слайд 68

  Работа перемещения заряда в поле

  Работа сил электростатического поля при перемещении точечного заряда из точки 1 в точку 2 т.е., равна произведению перемещаемого заряда на разность потенциалов в начальной и конечной точках.

• 
  Слайд 69

  Разность потенциалов

  Разность потенциалов двух точек 1 и 2 в электростатическом поле определяется работой, совершаемой силами поля, при перемещении единичного положительного заряда из точки 1 в точку 2.

• 
  Слайд 70
  
• 
  Слайд 71

  Потенциал

  Потенциал – физическая величина, определяемая работой по перемещению единичного положительного заряда при удалении его из данной точки в бесконечность Напряжённость как градиент потенциала

• 
  Слайд 72

  Связь между потенциальной силой и потенциальной энергией

  Связь между напряженностью электростатического поля и потенциалом

• 
  Слайд 73

  Эквипотенциальные поверхности

  Геометрическое место точек электростатического поля, в которых значения потенциала одинаковы

• 
  Слайд 74
  

  Эквипотенциальная поверхность это поверхность, в каждой точке которой потенциал имеет одно и то же значение. Для всех точек поверхности выполняется условие

• 
  Слайд 75
  
• 
  Слайд 76
  

  т.к. . Единица измерения градиента — В/м.

• 
  Слайд 77

  Теорема Гаусса для поля в вакууме

  Поток вектора напряжённости электростатического поля в вакууме сквозь произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме заключённых внутри этой поверхности зарядов, делённых на

• 
  Слайд 78
  

  Если заряд распределён в пространстве с объёмной плотностью , то теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме будет иметь вид

• 
  Слайд 79

  Поле равномерно заряженной бесконечной плоскости.

  .

• 
  Слайд 80

  Поле двух бесконечных параллельных разноименно заряженных плоскостей

• 
  Слайд 81

  Поле двух плоскостей

  Уравнения электростатики в вакууме 81

• 
  Слайд 82
  
• 
  Слайд 83
  
• 
  Слайд 84
  

  Уравнения электростатики в вакууме 84 Поле равномерно заряженной плоскости

• 
  Слайд 85
  
• 
  Слайд 86
  

  Поле равномерно заряженной сферической поверхности. (r ≥ R)

• 
  Слайд 87
  
• 
  Слайд 88

  Поле заряда, равномерно распределенного в вакууме по объему шара

• 
  Слайд 89
  
• 
  Слайд 90
  

  Уравнения электростатики в вакууме 90 Поле бесконечно длинного заряженного цилиндра (нити)

• 
  Слайд 91
  
• 
  Слайд 92
  

  Уравнения электростатики в вакууме 92 Поле однородно заряженного цилиндра

• 
  Слайд 93
  
• 
  Слайд 94

  Основные выводы

  Напряженность электростатического поля в вакууме изменяется скачком при переходе через заряженную поверхность; при переходе через границу области объемного заряда напряженность поля в вакууме изменяется непрерывно; потенциал поля всегда является непрерывной функцией координат.