🗊Презентация Потенциал электростатического поля. Разность потенциалов

Тема: Потенциал электростатического поля. Разность потенциалов. 10 класс

Заряженные тела притягивают или отталкивают друг друга. При перемещении заряженных тел, например листочков электроскопа, действующие на них силы совершают работу.

Определение: Система, способная совершить работу благодаря взаимодействию тел друг с другом, обладает потенциальной энергией. Система заряженных тел обладает потенциальной энергией, называемой электростатической или электрической

Энергия взаимодействия электронов с ядром в атоме и энергия взаимодействия атомов друг с другом в молекулах - это в основном электрическая энергия.    С точки зрения теории близкодействия на заряд непосредственно действует электрическое поле, созданное другим зарядом. При перемещении заряда действующая на него со стороны поля сила совершает работу. Таким образом, заряженное тело в электрическом поле обладает энергией.

Потенциальная энергия , Работа электростатической силы не зависит от формы траектории точки ее приложения, эта сила является консервативной. Тогда ее работа согласно формуле равна изменению потенциальной энергии, взятому с противоположным знаком:

   Формула (3) подобна формуле для потенциальной энергии тела E=mgh. Но заряд q в отличие от массы может быть как положительным, так и отрицательным.    Формула (3) подобна формуле для потенциальной энергии тела E=mgh. Но заряд q в отличие от массы может быть как положительным, так и отрицательным. 1. Если поле совершает положительную работу, то потенциальная энергия заряженного тела в поле уменьшается : Одновременно согласно закону сохранения энергии растет его кинетическая энергия. 2. Если работа отрицательна то . Потенциальная энергия растет, а кинетическая энергия уменьшается; частица тормозится. На замкнутой траектории, когда заряд возвращается в начальную точку, работа поля равна нулю:   

Разность потенциалов Значение потенциала в данной точке зависит от выбора точки, потенциал которой принимается равным нулю. Изменение потенциала не зависит от выбора нулевого уровня отсчета потенциала. Т.к , то работа сил поля: Тогда - разность потенциалов в начальной и конечной точках траектории или разность потенциалов.

Разность потенциалов называют напряжением. Согласно формуле: Разность потенциалов между двумя точками оказывается равной:

Пусть заряд q перемещается в направлении вектора напряженности однородного электрического поля из точки 1 в точку 2, находящуюся на расстоянии

Электрическое поле совершает работу: Электрическое поле совершает работу: Работу можно представить через разность потенциалов: Выражаем напряженность электрического поля из формулы (1) и подставляем (2)

Так как при перемещении положительного заряда в направлении вектора напряженности электростатического поля совершает положительную работу, то потенциал в начальной точке больше потенциала в конечной точке, следовательно напряженность электростатического поля направлена в сторону убывания потенциала.

Закрепление материала При перемещении заряда между точками с разностью потенциалов 1 кВ электрическое поле совершило работу 40 мкДж. Чему равен заряд? В однородном электрическом поле напряженностью 60 кВ/м переместили заряд 5 нКл. Перемещение, равное по модулю 20 см, образует угол 60° с направлением силовой линии. Найти работу поля, изменение потенциальной энергии взаимодействия заряда и поля и напряжение между начальной и конечной точками перемещения. Дать ответы на те же вопросы для случая перемещения отрицательного заряда.

Самостоятельно а)-1 вариант б)- 2 вариант Точка А лежит на линии напряженности однородного поля, напряженность которого 60 кВ/м. Найти разность потенциалов между этой точкой и точкой В, расположенной в 10 см от точки А. Рассмотреть случаи, когда точки А и В лежат: а) на одной линии напряженности; б) на прямой, перпендикулярной линии напряженности; в) на прямой, направленной под углом 45° к линиям напряженности.