наталье. Поступательное движение. Основные величины кинематики поступательного движения. Поступательное движение
 Скачать 2.32 Mb.
|
|
Σq=const Изолированная система–система, которая не обменивается с внешними телами эл.зарядом. Электростатическое поле - это особая форма материи, которая возникает вокруг неподвижного электрического заряда. Это поле нет возможности увидеть, понюхать. Поле можно представить при помощи линий напряженности (силовых линий). Закон Кулона Д  ва неподвижных точечных электрических заряда в вакууме взаимодействуют с силами, направленными по прямой, соединяющей эти заряды; модули этих сил прямо пропорциональны произведению зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:Коэффициент пропорциональности где - электрическая постоянная. где 12 - сила, действующая со стороны второго заряда на первый, а 21 - со стороны первого на второй. Принцип суперпозиции полей Магнитная индукция ,результирующего магнитного поля, созданного несколькими проводниками с током = геометрической сумме магнитных индукций полей, созданных каждым током. Ḃ (вверху)= Σ Ḃ (вверху) i Напряженность поля системы зарядов равна векторной сумме напряженностей полей каждого из зарядов системы: Диэлектрическая проницаемость среды равна отношению напряженностей поля в вакууме и в веществе: Она показывает во сколько раз вещество ослабляет поле. Закон Кулона для двух точечных зарядов q и Q , расположенных на расстоянии r в среде c диэлектрической проницаемостью : Напряженность поля на расстоянии r от заряда Q равна Напряженность поля равна геометрической сумме напряженности полей создаваемых в даной точке каждым зарядом в отдельности   Силовая линия, или интегральная кривая, — это кривая, касательная к которой в любой точке совпадает по направлению с вектором, являющимся элементом векторного поля в этой же точке. 15. Поток напряженности электрического поля. Теорема Гаусса. Применение теоремы Гаусса (напряжённость заряженной нити, плоскости, двух плоскостей). T. Гаусса. Поток напряженности сквозь произвольную замкнутую поверхность, внутри которой находятся заряды, прямопропарционален алгебрарической сумме этих зарядов. Фе-поток напряженности = Σqi/E E0 ФE= q1=q2-q3/E E0 Применение т. Гаусса 1)Электростатическое поле, равномерно заряженной прямолинейной, бесконечной нити. -линейная плотность заряда-заряд, приходящийся на единицу длины. = Σqi/L L-длина,q-сумма зарядов [τ]=Кл/м E=τ/2ПE E0ч ч-расстояние от нити до точки. 2) Электростатическое поле бесконечной равномерно заряженной плоскости. δ- поверхностная пл/отность заряда. Заряд приходится на еденицу площади. Δ=Σq/S [δ]=Кл/м^2 Е=δ/2 E E0  3) Электростатическое поле двух разноименно заряженных бесконечных и параллельных плоскостей.Е=δ/ E E0 16. Работа при перемещении заряда в электрическом поле. Потенциальная энергия. Потенциал. Эквипотенциальные поверхности. Напряженность и градиент потенциала. Работа эл. Поля  ,где r- радиус перемещений, q,q0-заряд нач. и конечный,W – потенциальная энергия,  - коэф среды, 0-постоянная1) Работа зависит только от величины этого заряда и положением начальной и конечной точки в пространстве.2) Работа не зависит от траектории заряда .3) Работа при перемещении заряда по замкнутой траектории (А= 0) Потенциальная энергия поля - это работа, которую выполняет электростатическая сила при перемещении заряда из данной точки поля в точку с нулевым потенциалом Физическая скалярная величина, характеризующая энергетическое состояние поля называется потенциалом данной точки поля. В поле помещается заряд q, он обладает потенциальной энергией W. Потенциал - это характеристика электростатического поля. φ=  ; φ=A/q – потенциал эл.поля ,где W[1Дж]- потенциальная энергия поля, A- работа по перемещению заряда; q[1Кл]-заряд, который находиться в поле; φ [1 Дж/Кл=1В,вольт]-понециал электростатического поля;φ=k  – потенциал поля в некоторой точке [1В]; k- постоянная =9*10^9 [H*m^2/ Кл^2]; r- расстояние от заряда до исследуемой точки поля [1 м]; Q[1Кл]-заряд ,который создает поле ; - безразмернаяЭквипотенциальная поверхность- поверхность в каждой точке которой φ-соnst; всегда параллельна силовым линиям.  Напряжённость электри́ческого по́ля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы {\displaystyle {\vec {F}},}действующей на неподвижный точечный заряд, помещённый в данную точку поля, к величине этого заряда {\displaystyle q}Градиент потенциала – это скорость возрастания потенциала в направлении кротчайшем между двумя точками. Вектор направлен в сторону потенциала , E направлен в сторону убывания потенциалов. Е=  =- 17. Электроемкость проводника. Электроемкость плоского конденсатора. Параллельное и последовательное соединение конденсаторов. Энергия электростатического поля. Электроемкость проводника-Электроемкость - это скалярная величина, характеризующая способность проводника накапливать электрический заряд С=  , [Кл/В или Ф, фарад] ; С=4П R, R-радиус шара ; φ= Зависит от: 1)от формы и размера 2) диал. Проницаемость среды Не зависит: 1) q и φ 2) от материала проводника 3)от формы и размера внутри проводника Плоский конденсатор - две параллельные металлические пластины (обкладки), между которыми находится диэлектрик. Электроемкость плоского конденсатора:  где  — электрическая постоянная,  — диэлектрическая постоянная среды,  — площадь обкладки конденсатора,  — рас-стояние между обкладками (или толщина диэлектрика)Электроемкость конденсатора  U-напряжение между обкладкамиПараллельное соединение В этом случае напряжения, подводимые к отдельным конденсаторам, одинаковы: U1 = U2 = U3 = U. Заряды на обкладках отдельных конденсаторов: Q1 = C1U, Q2 = C2U, Q3 = C3U, а заряд, полученный от источника Q = Q1 + Q2 + Q3.  Последовательное соединение Напряжения между обкладками отдельных конденсаторов при их последовательном соединении зависят от емкостей отдельных конденсаторов: U1 = Q/C1, U1 = Q/C2, U1 = Q/C3, а общее напряжение U = U1 + U2 + U3, емкость общая: 1/Собщ=1С1+1/С2+1/С3  Энергия заряженного конденсатора W=  Энергия электростатического поля  Частное U / d равно напряженности поля в зазоре; произведение S·d представляет собой объем V, занимаемый полем. Следовательно: 18.Электрический ток и его характеристики: сила тока, плотность тока. Источник тока. Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение. Электрическим током называется любое упорядоченное движение электрических зарядов. Сила тока – скалярная физическая величина, определяемая электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника в единицу времени:  Если сила тока и его направление не изменяются со временем, то такой ток называется постоянным.  где Q- электрический заряд, проходящий за время t через поперечное сечение проводника. Единица силы тока – ампер (А).Физическая величина, определяемая силой тока, проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению тока, называется плотностью тока:  Плотность тока – вектор, ориентированный по направлению тока, т.е. направление вектора j совпадает с направлением упорядоченного движения положительных зарядов. Единица плотности тока - ампер на метр в квадрате (А/м2). Источник тока - это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию. Силы неэлектростатического происхождения, действующие на заряды со стороны источников тока, называются сторонними.  где Е- напряжнность поля сторонних сил.Электродвижущая сила - физ.величина, определяемая работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда.  Напряжением U научастке А-В называется физическая величина, определяемая работой, совершаемая суммарным полем электростатических и сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда на данном участке цепи.  19. Сопротивление проводников. параллельное и последовательное соединения проводников Сопротивление проводника – способность материала препятствовать протеканию электрического тока. R – электрическое сопротивление.  - электрическая проводимость[k] = 1/Ом =См (сименс) Сопротивление проводника зависит от его размеров и формы, а также от материала, из которого проводник изготовлен. Для однородного линейного проводника сопротивление R прямо пропорционально его длине ℓ и обратно пропорционально площади его поперечного сечения S:  где ρ - удельное электрическое сопротивление, характеризующее материал проводника; S – площадь сечения проводника; L – длина проводника Изменить значение тока в цепи можно при помощи реостата. Нужное сопротивление вводится при помощи специального ползунка, установленного в определенном положении. Проводник с большой длиной и малым поперечным сечением, обладает более высоким сопротивлением. И, наоборот, короткий проводник с большим поперечным сечением способен оказать току совсем небольшое сопротивление. Последовательное соединение Последовательное соединение проводника – это соединение проводников без разветвлений, когда конец одного проводника соединен с началом другого проводника. При последовательном соединении проводников выполняются следующие три закона: а) сила тока на всех участках цепи одинакова, т.е. I1=I2 б) общее напряжение в цепи равно сумме напряжений на отдельных её участках: U=U1+U2 в) общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников: R=R1+R2+R3 Параллельное соединение Это соединение , при котором все проводники подключаются к одной и той же паре точек. При параллельном соединении проводников выполняются следующие три закона: а) общая сила тока в цепи равно сумме сил токов в отдельных проводниках: I=I1+I2 б) напряжение на всех параллельно соединённых участках цепи одно и то же: U1=U2 в) величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлению каждого из проводников в отдельности:  20. Закон Ома: для неоднородного участка цепи; для однородного участка цепи; для замкнутой цепи. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца. Правила Кирхгофа. З-н Ома для неоднородного участка цепи: Сила тока прямо пропорциональна напряжению на этом участке и обратно пропорциональна его полному сопротивлению. Закон Ома для неоднородного участка цепи имеет следующий вид:  где I — сила тока; ϕ1 — потенциал точки A; ϕ2 — потенциал точки B; ℰ — ЭДС источника тока; R — сопротивление участка; r — внутреннее сопротивление источника тока. Сила тока для однородного проводника на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на этом участке и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Формула закона Ома для однородного участка цепи:  I [А] – сила тока, U [В] – напряжение, R [Ом] – электрическое сопротивление. Формулировка закона Ома для замкнутой цепи звучит следующим образом: величина тока в замкнутой цепи, состоящей из источника тока, обладающего внутренним и внешним нагрузочным сопротивлениями, равна отношению электродвижущей силы источника к сумме внутреннего и внешнего сопротивлений. Формула закона Ома для замкнутой цепи записывается в следующем виде:  Формула закона Ома для замкнутой цепи где: I – сила тока в цепи, ε – ЭДС источника напряжения, R – сопротивление всех внешних элементов цепи, r – внутреннее сопротивление источника напряжения При протекании тока по однородному участку цепи электрическое поле совершает работу. За время Δt по цепи протекает заряд Δq = I Δt. Электрическое поле на выделенном участке совершает работу ΔA = (φ1 – φ2) Δq = Δφ12 I Δt = U I Δt, где U = Δφ1-2– напряжение. Эту работу называют работой электрического тока. Работа ΔA электрического тока I, протекающего по неподвижному проводнику с сопротивлением R, преобразуется в тепло ΔQ, выделяющееся на проводнике. ΔQ = ΔA = R I2Δt.- (1) Закон преобразования работы тока в тепло был экспериментально установлен независимо друг от друга Дж. Джоулем и Э. Ленцем и носит название закона Джоуля–Ленца: Электрический ток, проходящий по проводнику, сопровождается количеством теплоты, прямо пропорциональным квадрату тока и сопротивлению, а также времени течения этого тока по проводнику. Мощность электрического токаравна отношению работы тока ΔA к интервалу времени Δt, за которое эта работа была совершена:  R=  Работа электрического тока в СИ выражается в джоулях (Дж), мощность – в ваттах (Вт). |