Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования" -> 72

Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования - Яворский Б.М.

Яворский Б.М., Селезнев Ю.А. Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования — М.: Наука, 1989. — 596 c.
Скачать (прямая ссылка): spravochdelo1989.pdf
Предыдущая << 1 .. 66 67 68 69 70 71 < 72 > 73 74 75 76 77 78 .. 196 >> Следующая

*) Для сегнетоэлектриков неприменимо понятие об е, введенное в 111.1.2.6°. Информация о практически важных свойствах сегнетоэлектриков выходит эа рамки данного справочного руководства.
1.7. РАБОТА СИЛ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ
197
1.7. Работа сил электростатического поля
Г. Сила F, действующая на заряд q', находящийся в электростатическом поле с напряженностью Е, равна F= =q'E. Элементарная работа АЛ (1.6.1.1°) силы F при перемещении заряда q' на Al
где AZ — модуль вектора элементарного перемещения Al (1.1.2.Г), а — угол между направлениями векторов E и Al (рис. III.1.16).
2. Работа при перемещении заряда q' между двумя точками BnC электростатического поля равна сумме элементарных работ (рис. III.1.17):
А = A^1 + АЛ,+ ... п= 27'•JE/*A//•cos«/.
Пример 1. Работа А при перемещении положительного заряда q в однородном поле с напряженностью E между точками / и 2 равна
где Xi и X1 — координаты точек / и 2 по оси Ох. Знак минус показывает, что направления силы F=^E и перемещения вдоль оси Ox противоположны друг другу (рис. III.1.18).
Пример 2. Работа А при перемещении точечного заряда q' между точками В и С в электростатическом поле, созданном точечным зарядом q,
АЛ = F •A/•Cosa = *}'' •.E-Af-COS а,
А =
qE(xt—xt),
Рис. III.1.16
Рис. III.1.17
(в СИ).
(в системе СГСЭ),
где Ti и г, — расстояния точек б и С от заряда q (рис. 111.1 Л7), е, — электрическая постоянная в системе
198
отдел III. гл. \. электростатика
E

г/У
Ja
IA

f—
I *- I I 1
о
X1 X2
Рис. Ш.1.18
да
СИ (VII.5.Г), е — относительная диэлектрическая проницаемость (111.1.2.6°).
3°. Работа по перемещению электрического заряда из одной точки электростатического поля в другую не зависит от формы пути, а зависит лишь от начального и конечного положений заряда (свойство потенциальности
электростатических сил). Так, в примере 1 работа при перемещении заряда по пути 1—2 равна работе по пути 1—3—2. В примере 2 равны работы по перемещению заряда q' по траекториям ВС, BIC и BI 1С. Работа, совершенная электростатическими силами при перемещении заряда по замкнутой траектории в электростатическом поле, равна нулю. При Xi=X2 в примере 1 и при Гі=г2 в примере 2 работа равна нулю.
4°. Работа электростатических сил отталкивания одноименных зарядов положительна, если заряды удаляются друг от друга, и отрицательна, если происходит сближение зарядов. Работа электростатических сил притяжения разноименных зарядов положительна, если заряды сближаются, и отрицательна, если они удаляются друг от друга.
5е. Работа, которая совершается электростатическими силами при перемещении электрического заряда q в электрическом поле, равна убыли потенциальной энергии П этого заряда:
А = - ДЯ « - (Па-Пі) = Пі-Па,
где Пі и Пг — потенциальная энергия (1.5.3.5°) заряда соответственно в начальной и конечной точках его траектории.
Пример 1. Потенциальная энергия заряда q в однородном поле с напряженностью E (рис. Ш.1.18)
U = — qEx,
где X — координата заряда, если считать, что Я=0 при х=0.
Пример 2. Потенциальная энергия заряда q' в данной точке электростатического поля, удаленной на расстоя* ние г от точечного заряда q, создавшего поле (потенциаль*
1.1. ПОТВНЦИЛЛ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ 199
няя энергия взаимодействующих зарядов),
(в СИ),
(в системе СГСЭ).
4яЄоЄг er
Считается, что Я-Ю при (обозначения см. п. 2°, пример 2).
6°. Потенциальная энергия отталкивания одноименных зарядов положительна и увеличивается, если заряды приближаются друг к другу. Потенциальная энергия притяжения разноименных зарядов отрица- /? тельна и возрастает до нуля, если один из зарядов удаляется от
Жугого на весьма большое расстоя-е (г->оо) (рис. III. 1.19). Задача. Две параллельные пластины площадью 2 •1O-2M2 каждая, находящиеся в воздухе, заряжены разноименными зарядами 100 нКл. Какую работу надо совершить, чтобы увеличить расстояние между пластинами на 0,1 мм? Диэлектрик-Дано: 5=2-10-1 м*,<7= 100 нКл== Ю-1 Кл, Да:» = 10-* м, ---------
Рис. III.1.19
- воздух. =0,1 мм=
ев=8,85-10-и Ф/м, е=1. Найти: AA.
Решение: Работа AA=F-Ax, где F=qE, q — заряд одной пластины, E — напряженность ее электрического поля:
я
E = ^- =
2е„ S2e„"
Следовательно,
AA-
AA 10-"•JO-*
Ах,
2-8,85.10-"•2•1O
Дж«3-10~* Дж.
1.8. Потенциал электростатического поля
Г. Энергетической характеристикой электростатического поля является его потенциал. Потенциалом поля в данной точке называется скалярная величина, численно равная потенциальной энергии Я единичного положитель-
200 ОТДЕЛ III. ГЛ. t. ЭЛЕКТРОСТАТИКА
ного заряда, помещенного в эту точку:
Ф~-?.
ч
Электростатическое поле, каждая точка которого характеризуется некоторым потенциалом, является примером потенциального поля.
2 . Работа по перемещению заряда q из точки 1 в точку 2 (III.1.7.5°)
А я* nt—nt « q (ф,—ф,).
Разность потенциалов в начальной (/) и конечной (2) точках пути численно равна работе, которую совершают силы электростатического поля при перемещении единичного положительного заряда между этими точками:
Предыдущая << 1 .. 66 67 68 69 70 71 < 72 > 73 74 75 76 77 78 .. 196 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed