- •Вопрос 1
- •Вопрос 2
- •Вопрос 3
- •Вопрос 5
- •Вопрос 6
- •Вопрос 7
- •Вопрос 8
- •Вопрос 9
- •Вопрос 11
- •Вопрос 12
- •Вопрос 10
- •Вопрос 13
- •Вопрос 14
- •Вопрос 15
- •Вопрос 16
- •Вопрос 17
- •Вопрос 18
- •Вопрос 23
- •Вопрос 24
- •Вопрос 25
- •Вопрос 26
- •Вопрос 27
- •Вопрос 28
- •Вопрос 29
- •Вопрос 30
- •Вопрос 31
- •Вопрос 32
- •Вопрос 33
- •Вопрос 34
- •Вопрос 35
- •Вопрос 36
- •Вопрос 37
- •Вопрос 38
- •Вопрос 39
- •Вопрос 40
- •Вопрос 41
- •Вопрос 42
- •Вопрос 43
- •Вопрос 44
- •Вопрос 45
- •Вопрос 46
- •Вопрос 47
- •Вопрос 48
- •Вопрос 49
- •Вопрос 50
- •Вопрос 51
- •Оглавление:
Вопрос 5
Если
в электростатическом поле точечного
заряда
из
точки 1 в точку 2 вдоль произвольной
траектории перемещается другой точечный
заряд
(рис.
1.8), то кулоновская сила
,
приложенная к заряду, совершает работу.
Работа, совершаемая силой
на
элементарном перемещении
равна:
Так
как
то
Работа при перемещении заряда
из
точки 1 в точку 2 определяется
выражением:
(1.10)
т.е.
не зависит от траектории перемещения
заряда, а определяется только положениями
начальной 1 и конечной 2 точек.
Следовательно, электростатическое
поле точечного заряда является
потенциальным, а кулоновские силы –
консервативными силами.
Из формулы (1.10) следует, что работа, совершаемая при перемещении электрического заряда во внешнем электростатическом поле по любому замкнутому пути L, равна нулю, т.е.
(1.11)
Если
в качестве заряда, переносимого в
электростатическом поле, взять единичный
точечный положительный заряд, то
элементарная работа сил поля на
перемещении
будет
равна
где
проекция
вектора
на
направление элементарного перемещения.
Тогда формулу (1.11) можно записать в виде
(1.12)
Этот интеграл называется циркуляцией вектора напряженности. Следовательно, циркуляция вектора напряженности электростатического поля вдоль любого замкнутого контура равна нулю. Силовое поле, обладающее свойством (1.12), является потенциальным. Из обращения в нуль циркуляции вектора следует, что линии напряженности электростатического поля не могут быть замкнутыми: они начинаются и оканчиваются на зарядах (положительных и отрицательных) или же уходят в бесконечность. Формула (1.12) справедлива только для электростатического поля; для электрического поля движущихся зарядов циркуляция вектора напряженности отлична от нуля. Тело, находящееся в потенциальном поле сил, в частности, в электростатическом поле, обладает потенциальной энергией, за счет которой силами поля совершается работа.
Вопрос 6
Электростатический потенциа́л — скалярная энергетическая характеристика электростатического поля, характеризующая потенциальную энергию поля, которой обладает единичный заряд, помещённый в данную точку поля. Единицей измерения потенциала является, таким образом, единица измерения работы, деленная на единицу измерения заряда (для любой системы единиц; подробнее о единицах измерения - см. ниже).
Электростатический
потенциал равен отношению потенциальной
энергии взаимодействия заряда с полем
к величине этого заряда. Напряжённость
электростатического поля E
и потенциал
связаны
соотношением:
.
Здесь
—
оператор Гамильтона, или набла, то
есть в правой части равенства стоит
вектор с компонентами, равными частным
производным от потенциала по соответствующим
координатам, взятый с противоположным
знаком
Воспользовавшись
этим соотношением и теоремой Гаусса
для напряжённости поля
,
легко увидеть, что электростатический
потенциал удовлетворяет уравнению
Пуассона. В единицах системы СИ:
где
—
электростатический потенциал (в вольтах),
—
объёмная плотность заряда (в кулонах
на кубический метр), а
—
диэлектрическая проницаемость вакуума
(в фарадах на метр).
