Электростатическое поле в вакууме

Введение

 

 

Практические занятия являются одной из важнейших компонент учебного процесса по физике. Они способствуют приобщению студентов к самостоятельной работе, учат анализировать изучаемые физические явления, использовать на практике полученные теоретические знания.

Предназначены для студентов, изучающих раздел курса общей физики «Электричество и магнетизм». В пособии представлены примеры решения типичных задач разной степени трудности. Решения сопровождаются необходимыми указаниями и комментариями. Задачи систематизированы по основным темам раздела. По каждой теме приведены основные формулы, облегчающие усвоение алгоритмов решения задач.

Электричество и магнетизм

 

Электростатическое поле в вакууме

 

Основные формулы:

 

Закон Кулона: ,

где

 

q₁ r q₂ q₁ r q₂

Напряженность электрического поля:

Напряженность поля точечного заряда:

Напряженность поля заряженного шара:

где R — радиус шара.

 

 

 

Принцип суперпозиции электрических полей:

Поток вектора напряженности через поверхность S:

Теорема Гаусса: ,

где Ф_Е – поток вектора напряженности через замкнутую поверхность S, q – заряд, заключенный внутри поверхности S.

Линейная плотность заряда:

Поверхностная плотность заряда:

Объемная плотность заряда:

Напряженность поля, создаваемого бесконечной равномерно заряженной плоскостью, нитью:

Электрическое смещение:

Потенциал электрического поля:

Потенциал поля точечного заряда:

Потенциал поля заряженного шара:

Работа по перемещению заряда в электрическом поле: А = q (j₁ - j₂),

где (j₁ - j₂) — разность потенциалов.

 

 

Энергия заряженного конденсатора

Энергия системы точечных зарядов:

Электрический момент диполя:

Механический момент, действующий на диполь в электрическом поле: Поляризованность диэлектрика:

Связь поляризованности и напряженности электрического поля: , где χ – диэлектрическая восприимчивость.