Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Демков В.П. -> "Физика. Теория. Методика. Задачи" -> 154

Физика. Теория. Методика. Задачи - Демков В.П.

Демков В.П., Третьякова О.Н. Физика. Теория. Методика. Задачи — М.: Высшая школа, 2001. — 669 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikateoriyametodikazadachi2001.djvu
Предыдущая << 1 .. 148 149 150 151 152 153 < 154 > 155 156 157 158 159 160 .. 290 >> Следующая

допустить наличие некоторой среды, создаваемой зарядами в окружающем
пространстве. Такой средой является особый вид материи - электрическое
поле. Электрическое поле является неизменным спутником каждого
электрического заряда. Судить о существовании электрического поля в
данной точке пространства можно только по наличию силы, с которой поле
действует на помещенный в эту точку электрический заряд.
Напряженность электрического поля
Поместим точечный заряд q в начало системы координат и рассмотрим силы,
действующие на заряды qt (где г = 1, 2, 3, ...), которые поочередно будем
помещать в некоторую точку с координатами х, у, г (рис. 12.3).
Из (12.1) следует, что при изменении заряда qt сила
ЧгЧ
4тс е0 R
¦R
(12.4)
также будет меняться.
Поскольку правая часть отношения
5________9-
Рис. 12.3
<7г 4я 8л R3
(12.5)
не зависит от величины заряда qt, а определяется лишь зарядом q и радиус-
вектором R, проведенным в данную точку пространства" то можно сделать
вывод, что отношение Fi/qi характеризует электрическое поле, которое
существует в точке с координатами х, у, z, безотносительно к заряду qr
Вектор, равный отношению силы F, с которой заряд q действует на точечный
малый положительный заряд q0 (так называемый пробный заряд), помещенный в
некоторую точку пространства,
1.1
Яо
(12.6)
12 Физика. Теория. Методика. Задачи
353
называют напряженностью электрического поля, создаваемого зарядом q в
данной точке. С другой стороны, если напряженность электрического поля в
данной точке известна, то сила, действующая на произвольный заряд q,
помещенный в эту точку,
Ft=q?. (12.7)
Используя понятие электрического поля, можно перейти к другому способу
описания взаимодействия зарядов. Вместо того чтобы говорить
о том, что на некоторый заряд qt действует заряд q с силой F, можно
сказать, что заряд q создает электрическое поле напряженнсгстью Е, и на
заряд qt, находящийся в этом поле, действует сила F=qiE. Такой способ
описания взаимодействия очень удобен, так как формула (12.7), в отличие
от закона Кулона, справедлива для электрических полей, создаваемых любой
системой зарядов.
Из соотношений (12.6) и (12.7) следует, что напряженность электрического
поля точечного заряда q на расстоянии R от него
]?=----У-тЗ, Е =----2-7. (12.8)
4я е0 R 4я е 0R
Рассмотрим систему N неподвижных зарядов qt (где /' = 1, 2, 3, ..., N) и
вычислим результирующую силу, действующую на пробный заряд q0, помещенный
в некоторую точку пространства. Согласно (12.3), она будет равна
векторной сумме сил, действующих на этот заряд со стороны каждого из
зарядов системы. Разделив обе части соотношения (12.3) на q0, получим
J? n
f = (12.9)
Я о i = i Я о
Поскольку отношение fi/qQ есть напряженность электрического поля Ej,
создаваемого зарядом qt в точке, где расположен заряд q0, то
напряженность электрического поля E = P/q0 системы зарядов в данной точке
N
(12.10)
< = i
т.е. векторы напряженности электрического поля подчиняются, как и векторы
сил, принципу суперпозиции.
Для описания электрического поля _силовая линия нужно задать векторы
напряженности в Ё каждой точке поля. Это можно сделать аналитически, в
виде зависимостей напряженности поля от координат. Для
Рис 124
наглядности такую зависимость можно представить и графически с помощью
силовых линий (рис. 12.4). Силовой линией называют такую линию,
касательная к которой в каждой точке совпадает с направлением вектора
напряженности поля в этой точке. Поскольку касательная может иметь два
взаимно противоположных направления, то силовым линиям приписывают
определенное направление, от-354
мечая его на чертеже стрелкой в направлении вектора напряженности. При
этом силовые линии нигде не пересекаются. В противном случае в точках
пересечения вектор напряженности поля имел бы одновременно разные
направления.
Рис. 12.8 Рис. 12.9
Расмотрим положительный точечный заряд q. Перемещая в поле заряда q
пробный заряд q0, можно легко построить векторы напряженности в каждой
его точке. Сила, с которой заряд q действует на пробный заряд q0,
направлена вдоль линий, соединяющих заряды, к заряду qQ. Точно так же
будут направлены и векторы напряженности поля заряда q. Поэтому картина
силовых линий для положительного заряда будет иметь вид, представленный
на рис. 12.5. Аналогично можно построить силовые линии для отрицательного
заряда (рис. 12.6) и, например, двух точечных зарядов разных знаков (рис.
12.7). В случае заряженных тел сложной формы картину силовых линий можно
получить на опыте. Не вникая в подробности таких экспериментов, приведем
картины силовых линий двух разноименно заряженных шариков (рис. 12.8) и
двух разноименно заряженных пластин (рис. 12.9).
Обратим внимание на то, что вблизи зарядов, где напряженность
электрического поля больше, силовые линии расположены гуще. Этот факт
дает общее правило изображения силовых линий: число силовых линий,
пересекающих единичную площадку, перпендикулярную направлению Е, должно
Предыдущая << 1 .. 148 149 150 151 152 153 < 154 > 155 156 157 158 159 160 .. 290 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed