Презентации по электростатике
Понятие об электрическом заряде. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Поле шара и бесконечной плоскостиПринцип суперпозиции полей. Потенциал электрического поля. Разность потенциалов. Связь между напряженностью и напряжением. Электроемкость. Емкость плоского конденсатора. Энергия заряженного конденсатора. Анимированные задачи. Эталоны оформления решения задач.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 Электрический заряд | 888.31 КБ |
| Закон Кулона | 716.39 КБ |
| Напряженность электрического поля | 858.69 КБ |
| Поле шара и бесконечной плоскости | 864.17 КБ |
| Потенциал. Электроемкость | 2.69 МБ |
| Электрон в электрическом поле | 445.13 КБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Существует в природе q min = е =1,6∙10 - 19 Кл. Больший заряд является целым кратным e : q= z e , где z =1,2,3 … Сколько электронов нужно удалить с поверхности незаряженного тела, чтобы его заряд стал равным 3,2·10 -18 Кл? Опыт Милликена Ответ: 20
Заряды существуют двух видов «+» и «-» и не существуют без частиц Одноименные заряды отталкиваются, разноименные притягиваются Существует в природе q min = е=1,6∙10 -19 Кл . Больший заряд является целым кратным e : q= z e ,где z =1,2,3 … ( кварки с q = ± 1/3е и q = ± 2/3е в свободном состоянии не существуют ) Заряд не зависит от СО и υ (инвариантен) Свойства электрического заряда
Электризуются все тела Электризуются оба тела (контакт, трение, деформация, нагрев, облучение, индукция) Электризация обусловлена разной плотностью заряда и разной работой выхода (энергией связи) Электризация тел
электрон протон нейтрон
протон нейтрон
электрон
Электрометр - + + + + + +
Что происходит с массой небольшого куска металла, если его зарядить отрицательно? А. Уменьшается на величину массы отводимых положительных зарядов. Б. Уменьшается на величину массы отводимых отрицательных зарядов. В. Остается неизменной. Г. Увеличивается на величину массы сообщенных отрицательных зарядов. Г. Увеличивается на величину массы сообщенных отрицательных зарядов.
- + + + + - - - - r 1 r 2
+ + + + + - - - - r 1 r 2
- + + + + - - - - r 1 r 2 + + + + + - - - - r 1 r 2 Заряженное тело всегда притягивает незаряженное
Закон сохранения электрического заряда q 1 + q 2 + q 3 +… + q n = const В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов сохраняется
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
- + + + + - - - - r 1 r 2
Закон Кулона
Закон Кулона Прочитать § 87 Подготовить рассказ об опыте Записать формулу 14.2 Сделать рисунок 14. 4 Ответить на вопросы
- произведение модулей зарядов + Закон Кулона - диэлектрическая проницаемость среды (диэлектрика) - расстояние между зарядами - электрическая постоянная
Величину каждого заряда увеличить в 2 раза? Как изменится сила Кулона, если: Расстояние между зарядами уменьшить в 3 раза? Величину каждого заряда увеличить в 4 раза, а расстояние между ними уменьшить в 2 раза? Какова диэлектрическая проницаемость среды, если сила взаимодействия зарядов в ней уменьшилась в 4 раза по сравнению с вакуумом? Закон Кулона
Во сколько раз электрическое притяжение протона и электрона в атоме водорода больше гравитационного? + Частицы взаимодействуют друг с другом силами, имеющими электрическую природу. Гравитационное взаимодействие между частицами пренебрежимо мало. Дано: m e =9 , 1 · 10 -31 кг m р = 1,67 · 10 -27 кг q е = q р =е=1,6 · 10 -19 Кл
Типы взаимодействий Г равитационное Э лектромагнитное С лабое С ильное (ядерное) 1 10 38 10 28 10 40
Во сколько раз уменьшится сила кулоновского отталкивания двух маленьких бусинок с равными зарядами, если, не изменяя расстояния между ними, перенести две трети заряда с первой бусинки на вторую бусинку? Дано: q 1 =q 2 =q Ответ:
Определить расстояние между двумя одинаковыми точечными зарядами по 3 мкКл каждый, находящимися в вакууме, если модуль силы взаимодействия между ними равен 100 мН. Дано: F= 100 мН q 1 =q 2 =q= 3 мкКл =1 Ответ: r = 0 , 9 м
Два одинаковых металлических шарика, заряд одного из которых первоначально равен -5 мкКл, соприкасаются и затем снова разводятся. Заряд одного из шариков после разведения равен 3 мкКл. Определить в микрокулонах заряд второго шарика до соприкосновения. q 1 + q 2 = q ′ 1 + q ′ 2 = 2 q ′ -5+ q 2 =2 · 3 q 2 = 11 мкКл Ответ: 11 мкКл
Два одинаковых шарика, имеющих заряды +15 · 10 -8 Кл и –5 · 10 -8 Кл, привели в соприкосновение, а затем раздвинули на расстояние 10 см. Определите силу взаимодействия между шариками. Дано: q 1 = +15 · 10 -8 Кл q 1 = – 5 · 10 -8 Кл r=10 см F – ? По закону сохранения электрического заряда Ответ: F= 2 , 25 · 10 -3 Н
На концах отрезка длиной 4 см расположены точечные заряды +6 и +3 мкКл. Найти модуль силы, действующей на заряд 2 мкКл, помещенный в середине отрезка. Дано: r = 4 см q 1 = 6 мкКл q 2 = 3 мкКл q 3 = 2 мкКл + + r = 4 см r 2 = 2 см r 1 = 2 см +
+ + Заряды 90 и 10 нКл расположены на расстоянии 24 см друг от друга. Где надо поместить третий заряд, чтобы он находился в равновесии? +
Два маленьких шарика с одинаковыми массами m висят на нитях равной длины ℓ . Какой заряд нужно сообщить шарикам, чтобы натяжение нитей стало равным Т ? + +
+ + 1 2 3 Два маленьких шарика массой по 10 мг, имеющих одинаковые заряды, подвешены в одной точке на нитях длиной 30 см. Каждая нить образует угол 15 0 с вертикалью. Каково значение заряда шариков? 4
+ + 1 2 3 4 Два маленьких шарика одинаковой массы, подвешены в одной точке на нитях длиной 0,2 м . После того, как каждому шарику был сообщен заряд 0,4 мкКл , шарики разошлись на угол 60 0 . Найти массу шариков. Ответ:
1 2 Рядом расположены два одинаковых проводящих шарика. Один шарик закреплен неподвижно, а другой привязан к концу вертикальной нити длиной 20 см. масса каждого шарика 5 г. Шарики получают одинаковые заряды и нить с шариком отклоняется на 60 0 от вертикали. Определите заряд каждого шарика. + +
Два одинаковых маленьких заряженных шарика, подвешенных на нитях равной длины, опускают в керосин. Какова должна быть плотность материала шариков, чтобы угол расхождения нитей в воздухе и керосине был одинаков? + + + +
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
- + + + + - - - - r 1 r 2
- + + + + - - - - r 1 r 2
+ + + + + - - - - r 1 r 2
- + + + + - - - - r 1 r 2 + + + + + - - - - r 1 r 2 Заряженное тело всегда притягивает незаряженное
+ + + + _ _ _ _ Через t<10 -8 c _ _ _ + + + -
1 Внешнее электрическое поле… 2 По ЗСЭЗ… 3 На левую сторону шара… 4 На правую сторону шара… 5 Частицы втягиваются в более сильное поле! 6 + + +
Поверхностная плотность электрического заряда + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + поверхностная плотность электрического заряда
1 4 2 3 5 6 В каких точках напряженность поля равна 0? В каких точках потенциал равен 0? В каких точках напряженность поля min ? max ? В каких точках потенциал поля min ? max ?
+ Напряженность поля шара
Напряженность поля на поверхности шара R
Напряженность поля бесконечной плоскости
+ - 1 2 3 4 Поле плоского конденсатора
+ - Поле плоского конденсатора
Электростатическая защита Заключается в том, что чувствительные приборы заключают внутрь замкнутого металлического корпуса
+ + + + + + + - - - - - - - +
+ + + + + + + +
- - - - - - - + + + + + + + +
Не менее часто экранируют не прибор, а источник поля:
B А Потенциал шара Поле шара
Поляризация полярного диэлектрика.
Поляризация неполярного диэлектрика.
Идеализированное представление поля плоского конденсатора: Поле плоского конденсатора:
Дано: q = 10 -9 Кл Q = 10 -6 Кл S = 400 см 2 r = 1 см σ - ? F - ? 2) r 2 =1 см 2 << S = 400 см 2 , надо воспользоваться моделью «бесконечная плоскость» ! Точечный заряд 10 -9 Кл находится на расстоянии 1 см от середины равномерно заряженной пластины площадью 400 см 2 и зарядом 10 -6 Кл. Определите поверхностную плотность электрического заряда пластины и силу взаимодействия точечного заряда с пластиной.
4218 Внутри незаряженного металлического шара радиусом r 1 = 40 см имеются две сферические полости радиусами расположенные таким образом, что их поверхности почти соприкасаются в центре шара. В центре одной полости поместили заряд 1 нКл, а затем в центре другой - заряд 2 нКл. Найдите модуль и направление вектора напряжённости электростатического поля в точке , находящейся на расстоянии R = 1 м от центра шара на перпендикуляре к отрезку, соединяющему центры полостей.
6431 В нижней половине незаряженного металлического шара находится крупная шарообразная полость, заполненная воздухом. Шар находится в воздухе вдали от других предметов. В центр полости помещён положительный точечный заряд (см. рисунок). Нарисуйте картину силовых линий электростатического поля внутри полости и снаружи шара. Если поле равно нулю, напишите в данной области: Если поле отлично от нуля, нарисуйте картину поля в данной области, используя восемь силовых линий.
3067 Около небольшой металлической пластины, укрепленной на изолирующей подставке, подвесили на длинной шелковой нити легкую металлическую незаряженную гильзу. Когда пластину подсоединили к клемме высоковольтного выпрямителя, подав на нее положительный заряд, гильза пришла в движение. Опишите движение гильзы и объясните его, указав, какими физическими явлениями и закономерностями оно вызвано.
№ 718 № 717
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
- + + + + - - - - r 1 r 2
- + + + + - - - - r 1 r 2
+ + + + + - - - - r 1 r 2
- + + + + - - - - r 1 r 2 + + + + + - - - - r 1 r 2 Заряженное тело всегда притягивает незаряженное
+ + + + _ _ _ _ Через t<10 -8 c _ _ _ + + + -
1 Внешнее электрическое поле… 2 По ЗСЭЗ… 3 На левую сторону шара… 4 На правую сторону шара… 5 Частицы втягиваются в более сильное поле! 6 + + +
Поверхностная плотность электрического заряда + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + поверхностная плотность электрического заряда
1 4 2 3 5 6 В каких точках напряженность поля равна 0? В каких точках потенциал равен 0? В каких точках напряженность поля min ? max ? В каких точках потенциал поля min ? max ?
+ Напряженность поля шара
Напряженность поля на поверхности шара R
Напряженность поля бесконечной плоскости
+ - 1 2 3 4 Поле плоского конденсатора
+ - Поле плоского конденсатора
Электростатическая защита Заключается в том, что чувствительные приборы заключают внутрь замкнутого металлического корпуса
+ + + + + + + - - - - - - - +
+ + + + + + + +
- - - - - - - + + + + + + + +
Не менее часто экранируют не прибор, а источник поля:
B А Потенциал шара Поле шара
Поляризация полярного диэлектрика.
Поляризация неполярного диэлектрика.
Идеализированное представление поля плоского конденсатора: Поле плоского конденсатора:
Дано: q = 10 -9 Кл Q = 10 -6 Кл S = 400 см 2 r = 1 см σ - ? F - ? 2) r 2 =1 см 2 << S = 400 см 2 , надо воспользоваться моделью «бесконечная плоскость» ! Точечный заряд 10 -9 Кл находится на расстоянии 1 см от середины равномерно заряженной пластины площадью 400 см 2 и зарядом 10 -6 Кл. Определите поверхностную плотность электрического заряда пластины и силу взаимодействия точечного заряда с пластиной.
4218 Внутри незаряженного металлического шара радиусом r 1 = 40 см имеются две сферические полости радиусами расположенные таким образом, что их поверхности почти соприкасаются в центре шара. В центре одной полости поместили заряд 1 нКл, а затем в центре другой - заряд 2 нКл. Найдите модуль и направление вектора напряжённости электростатического поля в точке , находящейся на расстоянии R = 1 м от центра шара на перпендикуляре к отрезку, соединяющему центры полостей.
6431 В нижней половине незаряженного металлического шара находится крупная шарообразная полость, заполненная воздухом. Шар находится в воздухе вдали от других предметов. В центр полости помещён положительный точечный заряд (см. рисунок). Нарисуйте картину силовых линий электростатического поля внутри полости и снаружи шара. Если поле равно нулю, напишите в данной области: Если поле отлично от нуля, нарисуйте картину поля в данной области, используя восемь силовых линий.
3067 Около небольшой металлической пластины, укрепленной на изолирующей подставке, подвесили на длинной шелковой нити легкую металлическую незаряженную гильзу. Когда пластину подсоединили к клемме высоковольтного выпрямителя, подав на нее положительный заряд, гильза пришла в движение. Опишите движение гильзы и объясните его, указав, какими физическими явлениями и закономерностями оно вызвано.
№ 718 № 717
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
20 В В однородном поле напряженностью 1 кВ /м переместили заряд -25 нКл в направлении силовой линии на 2 см. Найти работу поля, изменение потенциальной энергии взаимодействия заряда и поля и напряжение между начальной и конечной точками перемещения. Дано: q= - 25 · 10 -9 Кл Е = 1 кВ /м S= 2 см А - ? Δ W п - ? U - ? -
В однородном поле напряженностью 60 кВ/м переместили заряд 5 нКл на 20 см под углом 60 0 к силовым линиям. Найти работу поля, изменение потенциальной энергии взаимодействия заряда и поля и напряжение между начальной и конечной точками перемещения. Дано: q= 5 · 10 -9 Кл Е = 60 кВ/м S= 20 см = 60 0 А - ? Δ W п - ? U - ? 6000 В +
В однородном поле напряженностью 60 кВ/м переместили заряд - 5 нКл на 20 см под углом 60 0 к силовым линиям. Найти работу поля, изменение потенциальной энергии взаимодействия заряда и поля и напряжение между начальной и конечной точками перемещения. Дано: q= -5 · 10 -9 Кл Е = 60 кВ /м S= 20 см = 60 0 А - ? Δ W п - ? U - ? _
Потенциал электрического поля + заряд источника поля В А пробный заряд + + Будем изменять q в какое либо число раз. Опыт покажет:
Заряд 20 Кл, внесенный в некоторую точку эл. поля приобрел потенциальную энергию 80 Дж. Потенциал данной точки поля равен: Потенциал электрического поля Заряд 4 Кл внесен в электрическое поле в точку с потенциалом 2 В. Его потенциальная энергия равна:
Потенциал поля точечного заряда Сравним: Потенциальная энергия взаимодействия точечных зарядов Сравним:
Эквипотенциальные поверхности - поверхности равного потенциала Эти поверхности перпендикулярны линиям Е
А. 200 В Б. 100 В В. 50 В Г. 0 В Е А В Потенциал электрического поля Потенциал точки А равен 100 В. Чему равен потенциал точки В? +
Заряд 1 создает в точке А потенциал 400 В, заряд 2 создает в этой точке потенциал – 300 В. Итоговый потенциал в точке А равен А –120000 В Б 500 В В 100 В Г -100В - + А Потенциал электрического поля
Работа силы электрического поля + 1 2 3 потенциальная энергия заряда в электрическом поле Работа силы qE не зависит от формы пути
B А Эквипотенциальные поверхности
1 4 2 3 5 6 В каких точках напряженность поля равна 0? В каких точках потенциал равен 0? В каких точках напряженность поля min ? max ? В каких точках потенциал поля min ? max ?
Зверев В.А. школа № 258 Санкт-Петербург 2 апреля 2021 г. Электростатика Связь между напряженностью и напряжением
V Связь между напряженностью и напряжением + 1 2 0 1 0 0 2 3
А. > 100 В Б. 100 В В. 100 В Г. 0 В A B Е Потенциал точки А равен 100 В. Потенциал точки В? Связь между напряженностью и напряжением
0 В 220 В 1 метр воздуха пробивает 1 км воздуха пробивает 3,2 МВ 3,2 ГВ - напряженность поля пробоя воздуха
Владимир Маяковский ТУЧКИНЫ ШТУЧКИ Плыли по небу тучки. Тучек - четыре штучки: от первой до третьей - люди; четвертая была верблюдик . К ним, любопытством объятая, по дороге пристала пятая, от нее в небосинем лоне разбежались за слоником слоник. И, не знаю, спугнула шестая ли, тучки взяли все - и растаяли. И следом за ними, гонясь и сжирав, солнце погналось - желтый жираф. _ _ _ _ _ _ + + + + +
+ + + + + _ _ _ _ _ _ + + +
_ _ _ _ _ _ + + + + +
10 кВ 9 кВ 8 кВ 7 кВ Шаговое напряжение
B А Потенциал шара Поле шара
1 4 2 3 5 6 В каких точках напряженность поля равна 0? В каких точках потенциал равен 0? В каких точках напряженность поля min ? max ? В каких точках потенциал поля min ? max ?
На рисунке а показано расположение трех заряженных пластин и их потенциалы. Начертить линии напряженности электрического поля. Построить графики зависимости напряженности и распределения потенциала от расстояния между пластинами. Р. 748
На пластинах А и В, расположенных параллельно на расстоянии 8 см друг от друга, поддерживаются потенциалы + 60 и - 60 В соответственно. Между ними поместили заземленную пластину С на расстоянии 2 см от пластины А. На сколько изменилась напряженность поля на участках АС и СВ? Построить графики зависимостей φ(х) и Е(х). Р. 749
Конденсаторы
Конденсаторы
Конденсаторы
Конденсаторы
Электроемкость
Емкость плоского конденсатора
R 1 R 2 R 3 R 4 R 1 R 2 R 3 R 4
С 1 = 2 мкФ С 2 = 8 мкФ С 3 = 1 мкФ Найти емкость батареи конденсаторов С 1 = 2 мкФ С 2 = 1 мкФ С 3 = 2 мкФ
Энергия заряженного конденсатора
Участок цепи, схема которого изображена на рисунке, до размыкания ключа К имел электрическую ёмкость 8 нФ . После размыкания ключа электроёмкость данного участка цепи стала равной 6 нФ . Чему равна электроёмкость конденсатора C x ? Ответ выразите в нФ .
Два проводящих шара, заряженных, до потенциалов 10 В и 20 В соответственно, находятся на таком большом расстоянии друг от друга, что их можно считать уединенными. Электрические емкости шаров равны 4 мкФ и 6 мкФ. Каковы будут заряды на шарах, если их соединить тонким проводником. Каким станет потенциал каждого из шаров?
На одной из пластин плоского конденсатора емкостью С находится заряд +q , а на другой +4 q . Определить разность потенциалов между пластинами конденсатора.
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Электронно-лучевая трубка
В электронно-лучевой трубке поток электронов с кинетической энергией 8∙10 3 эВ движется между пластинами плоского конденсатора длиной 4∙10 -2 м. Расстояние между пластинами 2∙10 -2 м. Какое напряжение нужно подать на пластины конденсатора, чтобы смещение электронного пучка на выходе оказалось 8∙10 -3 м. Дано: ℓ=4∙10 -2 м E k = 8∙10 3 ∙1,6∙10 -19 Дж d=2∙10 -2 м h=8∙10 -3 м q=1,6 ∙10 -19 Кл U-?
X y + + +
X y + + + 1 2 3 4
Дано: ℓ =4∙10 -2 м E k =8∙10 3 ∙1,6∙10 -19 Дж d =2∙10 -2 м h =8∙10 -3 м q =1,6 ∙10 -19 Кл U-? Ответ: U =3200 В
X y + + + + + Протон влетает в плоский горизонтальный конденсатор параллельно его пластинам со скоростью 150 км/с. Напряженность поля внутри конденсатора 20 В/см, длина пластин конденсатора 10 см. С какой скоростью протон вылетает из конденсатора? Сделайте рисунок.
X y + + + + + 1 2 3 4 5
Электрон влетает в плоский конденсатор с длиной пластин 10 см и напряженностью электрического поля 40 кВ/м под углом 15 0 к пластинам. Какова первоначальная энергия электрона, если он вылетел из конденсатора так же под углом 15 0 к пластинам? X y + + +
X y + + + 1 2 3
4