07.04.ОУД.13.ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ Взаимодействие заряженных тел

Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. ЗСЭ заряда. Электрическое поле

Электрический заряд — физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитных взаимодействий.

Носителями отрицательных зарядов в атоме являются электроны, носителями положительных зарядов — протоны.

Все тела в обычном состоянии не заряжены. Чтобы тело получило заряд, его нужно наэлектризовать: отделить отрицательный заряд от связанного с ним положительного. Простейший способ электризации – трение.

При электризации тел трением происходит перераспределение имеющихся электронов между нейтральными, в первый момент телами, т.е в теле возникает избыток или недостаток электронов. При этом новые частицы не возникают, а существовавшие ранее не исчезают.

При электризации тел выполняется закон сохранения электрического заряда. Он справедлив для изолированной системы. В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц сохраняется:

 q₁ + q₂ + q₃ + … + q_n = const

В природе существует только два вида электрических зарядов: положительные и отрицательные. Одноимённые заряды отталкиваются, разноимённые – притягиваются:         

Взаимодействие между заряженными частицами называется электромагнитным.

Неподвижные точечные электрические заряды q₁ и  q₂  взаимодействуют в вакууме  согласно закону Кулона с силой     _{где коэффициент ,  q — заряд выражается в кулонах (Кл),}  r _{— расстояние между заряженными телами (м).}

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.  Это основной закон электростатики Шарлем Кулоном был экспериментально установлен  в 1785 г. и носит его имя.

Существует минимальный заряд, называемый элементарным, которым обладают все заряженные элементарные частицы: 

Взаимодействие зарядов осуществляется посредством  электрического поля. Электрическим полем называют вид материи, посредством которой происходит взаимодействие электрических зарядов. Поле неподвижных зарядов называется электростатическим.

Свойства электрического поля:

·         порождается электрическим зарядом;

·         обнаруживается по действию на ток;

·         действует на заряды с некоторой силой.

Напряженность поля определяет силу, действующую на заряд: 

Напряженность  —  силовая характеристика электрического поля.  . 

Напряженность — векторная физическая величина, численно равная отношению силы, действующей на заряд, помещенный в данную точку  поля, к величине этого заряда.  , Напряженность не зависит от величины заряда, помещенного в поле. , если q>0. , если q<0. Т.е. вектор напряженности направлен от положительного заряда и к отрицательному. 

Напряженность полей, созданных отдельными зарядами, складываются геометрически (принцип суперпозиции): .  Поле можно представить при помощи линий напряженности (силовых линий).

Задача 1. Заряженный шарик приводят в соприкосновение с точно таким же незаряженным шариком. Находясь на расстоянии  см, шарики отталкиваются с силой  мН.  Каков был первоначальный заряд заряженного шарика?

Задача 2. Два маленьких одинаковых заряженных шарика с зарядами   мкКл и  мкКл  находятся на расстоянии  см друг от друга. На сколько изменится сила их взаимодействия, если шарики привести в соприкосновение и затем вновь развести на прежнее расстояние?

Задача 3. Два маленьких одинаковых по размеру шарика, находясь на расстоянии  м, притягиваются с силой  Н. После того как шарики были приведены в соприкосновение и затем вновь разведены на прежнее расстояние, они стали отталкиваться с силой  Н. Определить первоначальные заряды шариков  и .

Задача 4. Два одинаковых  маленьких металлических шарика притягиваются с некоторой силой. Шарики привели в соприкосновение и раздвинули на расстояние в  раза большее, чем прежде. При этом модуль силы взаимодействия уменьшился в  раз. Найти величину заряда первого шарика до соприкосновения, если  второй имел заряд  нКл.

Скачано с www.znanio.ru