Электричество и магнетизм - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Электричество и магнетизм. Доклад-сообщение содержит 72 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО и МАГНЕТИЗМ

Слайд 2

Описание слайда:

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: Курс общей физики [Текст]/И.В. Савельев.- СПб.: Лань, 2011. Общий курс физики [Текст]/Д.В. Сивухин.- М.: Физматлит, 2008. Курс физики: электричество [Текст]/Р.В. Телеснин, В.Ф. Яковлев.- М.: Наука, 1970. Электричество [Текст]/С.Г. Калашников.- М.: Физматлит, 2008. Сборник задач по общему курсу физики [Текст]/В.С. Волькенштейн.- М.: Книжный мир, 2008. Задачи по общей физике [Текст]/И.Е. Иродов.- М.: Бином. Лаборатория знаний, 2012.

Слайд 3

Описание слайда:

Электричество и магнетизм Электростатика Постоянный электрический ток Электромагнетизм

Слайд 4

Описание слайда:

Электростатика – раздел физики, изучающий взаимодействие и свойства систем электрических зарядов неподвижных относительно выбранной инерциальной системы отсчета. Электрический заряд – мера электрических свойств тел или их составных частей. Термин ввел Б.Франклин в 1749 г. Он же – «батарея», «конденсатор», «проводник», «заряд», «разряд», «обмотка».

Слайд 5

Описание слайда:

Свойства электрических зарядов 1) В природе существуют 2 рода электрических зарядов: ● положительные, ● отрицательные. ● Между одноименными электрическими зарядами действуют силы отталкивания, а между разноименными – силы притяжения.

Слайд 6

Описание слайда:

Свойства электрических зарядов 2) Закон сохранения заряда – фундаментальный закон (экспериментально подтвержден Фарадеем в 1845 г.) Полный электрический заряд изолированной системы есть величина постоянная. Полный электрический заряд – сумма положительных и отрицательных зарядов, составляющих систему.

Слайд 7

Описание слайда:

В соответствии с законом сохранения заряда разноименные заряды рождаются и исчезают попарно: сколько родилось (исчезло) положительных зарядов, столько родилось (исчезло) отрицательных зарядов. В соответствии с законом сохранения заряда разноименные заряды рождаются и исчезают попарно: сколько родилось (исчезло) положительных зарядов, столько родилось (исчезло) отрицательных зарядов. Два элементарных заряда противоположных знаков в соответствии с законом сохранения заряда всегда рождаются и исчезают одновременно. Пример: электрон и позитрон, встречаясь друг с другом, аннигилируют, рождая два или более гамма-фотонов. e – + e +  2.

Слайд 8

Описание слайда:

Свойства электрических зарядов 3) Электрический заряд – инвариант, его величина не зависит от выбора системы отсчета. Электрический заряд – величина релятивистки инвариантная, не зависит от того движется заряд или покоится. 5) Квантование заряда, электрический заряд дискретен, его величина изменяется скачком. Опыт Милликена (1910 – 1914 гг.) q =  ne, где n  целое число. Заряд любого тела составляет целое кратное от элементарного электрического заряда е = 1,61019 Кл (Кулон).

Слайд 9

Описание слайда:

Наименьшая частица, обладающая отрицательным элементарным электрическим зарядом, – электрон, me= 9,11·10-31 кг, Наименьшая частица, обладающая отрицательным элементарным электрическим зарядом, – электрон, me= 9,11·10-31 кг, Наименьшая частица, обладающая положительным элементарным электрическим зарядом, – позитрон. Таким же зарядом обладает протон, входящий в состав ядра, mр= 1,67·10-27 кг.

Слайд 10

Описание слайда:

Свойства электрических зарядов 6) Различные тела в классической физике в зависимости от концентрации свободных зарядов делятся на ● проводники (электрические заряды могут перемещаться по всему их объему), ● диэлектрики (практически отсутствуют свободные электрические заряды, содержит только связанные заряды, входящие в состав атомов и молекул), ● полупроводники (по электропроводящим свойствам занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками).

Слайд 11

Описание слайда:

Свойства электрических зарядов Проводники делятся на две группы: 1) проводники первого рода (металлы), в которых перенос зарядов (свободных электронов) не сопровождается химическими превращениями, 2) проводники второго рода (растворы солей, кислот), перенос зарядов (+ и − ионов) в них сопровождается химическими изменениями.

Слайд 12

Описание слайда:

Свойства электрических зарядов 7) Единица электрического заряда в СИ [1 Кл] – электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А за время 1 с. q = I·t.

Слайд 13

Описание слайда:

Закон Кулона – основной закон электростатики Описывает взаимодействие точечных зарядов. Точечный заряд сосредоточен на теле, линейные размеры которого пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием до других заряженных тел. Точечный заряд, как физическая модель, играет в электростатике ту же роль, что и материальная точка и абсолютно твердое тело в механике, идеальный газ в молекулярной физике, равновесные процессы и состояния в термодинамике.

Слайд 14

Описание слайда:

Слайд 15

Описание слайда:

Закон Кулона В 1785 г. Шарль Огюстен Кулон экспериментальным путем с помощью крутильных весов определил: сила взаимодействия F двух неподвижных точечных зарядов пропорциональна величине каждого из зарядов q1, q2 и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними

Слайд 16

Описание слайда:

Закон Кулона Сила направлена по прямой, соединяющей взаимодействующие заряды. Кулоновская сила является центральной силой.

Слайд 17

Описание слайда:

Закон Кулона в векторном виде

Слайд 18

Описание слайда:

Закон Кулона Закон Кулона выполняется при расстояниях 10-15 м < r < 4·104 км. В системе СИ: k = = 9·109 [ м / Ф]. В системе СГС: k = 1. ε0 = 8,85·10-12 ,[Ф / м] – электрическая постоянная.

Слайд 19

Описание слайда:

Электрическое поле Согласно идее Фарадея электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждый из них создает в окружающим пространстве электрическое поле. Поле одного заряда действует на другой заряд и наоборот. По мере удаления от заряда поле ослабевает.

Слайд 20

Описание слайда:

Электрическое поле. Напряженность электрического поля Электрическое поле материально, оно существует независимо от нас и наших знаний о нем. Главное свойство электрического поля – действие его на электрические заряды с некоторой силой. Электрическое поле неподвижных зарядов называют электростатическим. Оно не меняется со временем.

Слайд 21

Описание слайда:

Пробный точечный положительный заряд q0 используют для обнаружения и исследования электростатического поля. q0 не вызывает заметного перераспределения зарядов на телах, создающих поле. Силовая характеристика электростатического поля определяет, с какой силой поле действует на единичный положительный точечный заряд q0. Такой характеристикой является напряженность электростатического поля.

Слайд 22

Описание слайда:

Напряженность электрического поля – физическая величина, определяемая силой, действующей на пробный точечный положительный заряд q0, помещенный в эту точку поля.

Слайд 23

Описание слайда:

Напряженность электростатического поля в данной точке численно равна силе, действующей на единичный положительный точечный заряд, помещенный в данную точку поля.

Слайд 24

Описание слайда:

Зная напряженность поля в какой-либо точке пространства, можно найти силу, действующую на заряд , помещенный в эту точку: Это другой вид закона Кулона, который и вводит понятие электрического поля, создающееся зарядами во всем окружающем пространстве, а также представляет закон действия данного поля на любой заряд.

Слайд 25

Описание слайда:

Напряженность поля точечного заряда в вакууме. q – источник поля, q0+ – пробный заряд.

Слайд 26

Описание слайда:

Напряженность электрического поля E совпадает с направлением силы F, действующей на пробный заряд q0+ . Поле создается положительным зарядом – вектор напряженности электрического поля E направлен от заряда. Поле создается отрицательным зарядом – вектор напряженности электрического поля E направлен к заряду.

Слайд 27

Описание слайда:

Напряженность электрического поля СИ: E измеряется в [1 Н /Кл = 1 В/м] – это напряженность такого поля, которое на точечный заряд 1 Кл действует с силой 1 Н.

Слайд 28

Описание слайда:

Принцип суперпозиции напряженности электрического поля Опытно установлено, что взаимодействие двух зарядов не зависит от присутствия других зарядов. В соответствии с принципом независимости действия сил: на пробный заряд, помещенный в некоторую точку, будет действовать сила F со стороны всех зарядов qi, равная векторной сумме сил Fi, действующих на него со стороны каждого из зарядов.

Слайд 29

Описание слайда:

Принцип суперпозиции напряженности электрического поля

Слайд 30

Описание слайда:

Поле электрического диполя Электрический диполь - система двух одинаковых по величине разноименных точечных зарядов, расстояние l между которыми значительно меньше расстояния до тех точек, в которых определяется поле. Ось диполя прямая, проходящая через оба заряда.

Слайд 31

Описание слайда:

Поле электрического диполя r >> l → Диполь можно рассматривать как систему 2-х точечных зарядов.

Слайд 32

Описание слайда:

Напряженность поля в точке, расположенной на оси диполя. E1 – напряженность поля положительного заряда. E2 – напряженность поля отрицательного заряда. В проекциях на ось x: E = E1 – E2

Слайд 33

Описание слайда:

Напряженность поля в точке, расположенной на оси диполя.

Слайд 34

Описание слайда:

Напряженность поля в точке, расположенной на оси диполя. Поле диполя убывает быстрее в зависимости от расстояния по сравнению с полем точечного заряда.

Слайд 35

Описание слайда:

Напряженность поля диполя в точке, лежащей на перпендикуляре, восстановленном к его середине

Слайд 36

Описание слайда:

Напряженность поля диполя в точке, лежащей на перпендикуляре, восстановленном к его середине Уравнения (3),(4), (6)→(5):

Слайд 37

Описание слайда:

Напряженность поля диполя в произвольной точке С, лежащей на расстоянии r от середины диполя О.

Слайд 38

Описание слайда:

Напряженность поля диполя в произвольной точке С, лежащей на расстоянии r от середины диполя О. l << r →Угол СNM ≈ φ → • Электрический момент диполя NK: • Электрический момент диполя MK:

Слайд 39

Описание слайда:

Для диполя NK точка С лежит на его оси Для диполя NK точка С лежит на его оси Для диполя МК точка С лежит на перпендикуляре

Слайд 40

Описание слайда:

Уравнения (1), (2) → (5): Уравнения (1), (2) → (5):

Слайд 41

Описание слайда:

В предельных случаях: В предельных случаях: а) если , то есть точка лежит на оси диполя, то получим б) если , то есть точка лежит на перпендикуляре к оси диполя, то получим

Слайд 42

Описание слайда:

Линейная, поверхностная и объемная плотности зарядов Хотя электрический заряд дискретен, число его носителей в макроскопических телах столь велико, что можно ввести понятие плотности заряда, использовав представление о непрерывном «размазанном» распределении заряда в пространстве.

Слайд 43

Описание слайда:

Линейная Линейная плотность заряда: заряд, приходящийся на единицу длины. Поверхностная плотность заряда: заряд, приходящийся на единицу площади. Объемная плотность заряда: заряд, приходящийся на единицу объема.

Слайд 44

Описание слайда:

Линейная, поверхностная и объемная плотности зарядов Поле

Слайд 45

Описание слайда:

Силовые линии напряженности электрического поля - линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с вектором Е По их направлению можно судить, где расположены положительные (+) и отрицательные (–) заряды, создающие электрическое поле. Густота линий

Слайд 46

Описание слайда:

Силовые линии напряженности электрического поля ● Для однородного электрического поля линии параллельны вектору Е. (конденсатор) ● Для точечных зарядов линии напряженности электрического поля радиальные.

Слайд 47

Описание слайда:

Силовые линии напряженности электрического поля Силовые линии напряженности электрического поля не замкнуты, имеют начало и конец. → Можно говорить, что электрическое поле имеет «источники» и «стоки» силовых линий. Силовые линии начинаются на положительных (+) зарядах (Рис. а), заканчиваются на отрицательных (–) зарядах (Рис. б). Силовые линии не пересекаются.

Слайд 48

Описание слайда:

Силовые линии напряженности электрического поля

Слайд 49

Описание слайда:

Величина напряженности электрического поля характеризуется густотой линий. Величина напряженности электрического поля характеризуется густотой линий. ● Число линий N, пронизывающих единичную где - вектор положительной нормали к dS. ● Если единичная площадка dS не перпендикулярна вектору Е, то число линий

Слайд 50

Описание слайда:

Поток вектора напряженности электрического поля ● Произвольная площадка dS. Поток вектора напряженности электрического поля через площадку dS: - псевдовектор, модуль которого равен dS, а направление совпадает с направление вектора n к площадке dS. Е = const → dФЕ = N - числу линий вектора напряженности электрического поля Е, пронизывающих площадку dS.

Слайд 51

Описание слайда:

Поток вектора напряженности электрического поля ● Произвольная замкнутая поверхностьS. Положительное направление вектора n - внешняя нормаль, т.е. направленная наружу области, охватываемой поверхностью S.

Слайд 52

Описание слайда:

Поток вектора напряженности электрического поля Если поверхность не плоская, а поле неоднородное, то выделяют малый элемент dS, который считать плоским, а поле – однородным. Поток вектора напряженности электрического поля: Знак потока совпадает со знаком заряда.

Слайд 53

Описание слайда:

Закон (теорема) Гаусса в интегральной форме. Телесный угол – часть пространства, ограниченная конической поверхностью. Мера телесного угла – отношение площади S сферы, вырезаемой на поверхности сферы конической поверхностью к квадрату радиуса R сферы.

Слайд 54

Описание слайда:

Теорема Гаусса в интегральной форме Электрическое поле создается точечным зарядом +q в вакууме. Поток dФЕ, создаваемого этим зарядом, через бесконечно малую площадку dS, радиус вектор которой r.

Слайд 55

Описание слайда:

Теорема Гаусса в интегральной форме (1) (2) (3) (4) (5)

Слайд 56

Описание слайда:

Теорема Гаусса в интегральной форме Поток dФЕ через площадку dS и dSn один и тот же. Площадка dSn совпадает с элементом шаровой поверхности радиуса R с центром в точке О. α - мал, R ≈ r.

Слайд 57

Описание слайда:

Теорема Гаусса в интегральной форме Для конической поверхности: Для замкнутой поверхности: Или из уравнения (8):

Слайд 58

Описание слайда:

Теорема Гаусса в интегральной форме ● Точечный заряд +q охвачен сферической поверхностью. ● Этот результат справедлив для замкнутой поверхности любой формы, так как каждая линия вектора E, пронизывающая сферу, пройдет и сквозь эту поверхность.

Слайд 59

Описание слайда:

Если произвольная поверхность окружает k– зарядов, то согласно принципу суперпозиции: Если произвольная поверхность окружает k– зарядов, то согласно принципу суперпозиции: Теорема Гаусса: для электрического поля в вакууме поток вектора напряженности электрического поля сквозь произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме заключенных внутри этой поверхности зарядов, деленных на ε0.

Слайд 60

Описание слайда:

Теорема Гаусса в интегральной форме Если внутри поверхности имеется каким-то образом распределенный заряд с объемной плотностью ρ ( ρ = dq/dV, Кл/м3), то суммарный заряд, заключенный внутри поверхности площадью S, охватывающей объем V:

Слайд 61

Описание слайда:

Теорема Гаусса в интегральной форме Поверхность не охватывает какой-либо заряд, то число силовых линий, входящих в поверхность, равно числу силовых линий выходящих из неё. Суммарный поток ФЕ этого заряда равен нулю. ФЕ = 0.

Слайд 62

Описание слайда:

Методика применения теоремы Гаусса для расчета электрических полей – второй способ определения напряженности электрического поля Е Теорема Гаусса применяется для нахождения полей, созданных телами, обладающими геометрической симметрией. Тогда векторное уравнение сводится к скалярному.

Слайд 63

Описание слайда:

Методика применения теоремы Гаусса для расчета электрических полей – второй способ определения напряженности электрического поля Е 1) Находится поток ФЕ вектора Е по определению потока. 2) Находится поток ФЕ по теореме Гаусса. 3) Из условия равенства потоков находится вектор Е.

Слайд 64

Описание слайда:

Примеры применения теоремы Гаусса 1. Поле бесконечной однородно заряженной нити (цилиндра) с линейной плотностью τ ( τ = dq/dl, Кл/м).

Слайд 65

Описание слайда:

1. Поле бесконечной заряженной нити Поток вектора Е: • Основание цилиндра: • Боковая поверхность:

Слайд 66

Описание слайда:

1. Поле бесконечной заряженной нити 1) 2) 3)

Слайд 67

Описание слайда:

2.Поле равномерно заряженной сферы радиуса R. Поле симметричное, линии напряженности Е электрического поля направлены в радиальном направлении, и на одинаковом расстоянии от точки О поле имеет одно и то же значение. Вектор единичной нормали n к сфере радиуса r совпадает с вектором напряженности Е.

Слайд 68

Описание слайда:

2.Поле равномерно заряженной сферы радиуса R. 1) 2)

Слайд 69

Описание слайда:

2.Поле равномерно заряженной сферы При поле сферы находится как поле точечного заряда. При r < R: Е = 0

Слайд 70

Описание слайда:

3. Поле равномерно заряженной бесконечной плоскости с поверхностной плотностью заряда + σ ( σ = dq/dS, Кл/м2). Поле симметричное, вектор Е перпендикулярен плоскости с поверхностной плотностью заряда +σ и на одинаковом расстоянии от плоскости имеет одинаковое значение.