Главная >> Физика 10 кл. Мякишев

 

Глава 14. Электростатика

 

§ 95. Связь между напряжённостью электростатического поля и разностью потенциалов. Эквипотенциальные поверхности

    Какие две характеристики электростатического поля вы уже знаете? Как они определяются?

    Для чего электрическое поле изображают силовыми линиями?

Электрическое поле совершает работу

Каждой точке электрического поля соответствуют определённые значения потенциала и напряжённости. Найдём связь напряжённости электрического поля с разностью потенциалов.

Пусть заряд q перемещается в направлении вектора напряжённости однородного электрического поля Е из точки 1 в точку 2, находящуюся на расстоянии Δd от точки 1 (рис. 14.33). Электрическое поле совершает работу

А = qEΔd.

Вспомните, работу какой силы мы имеем в виду, когда говорим о работе электростатического поля.

Эту работу согласно формуле (14.19) можно выразить через разность потенциалов между точками 1 и 2:

А = g(φ1 - φ2) = -qΔφ = qU. (14.20)

Приравнивая выражения для работы, найдём модуль вектора напряжённости поля:

Модуль вектора напряжённости поля

В этой формуле U — разность потенциалов между точками 1 и 2, лежащими на одной силовой линии поля (см. рис. 14.33).

Формула (14.21) показывает: чем меньше меняется потенциал на расстоянии Δd, тем меньше напряжённость электростатического поля. Если потенциал не меняется совсем, то напряжённость поля равна нулю.

Так как при перемещении положительного заряда в направлении вектора напряжённости электростатическое поле совершает положительную работу

А = q(φ1 - φ2) > 0,

то потенциал φ1 больше потенциала φ2.

Важно
Напряжённость электрического поля направлена в сторону убывания потенциала.

Любое электростатическое поле в достаточно малой области пространства можно считать однородным.

Формула (14.21) справедлива для произвольного электростатического поля, если только расстояние Δd настолько мало, что изменением напряжённости поля на этом расстоянии можно пренебречь.

Сравним поле силы тяжести и однородное электростатическое поле.

Сравним поле силы тяжести и однородное электростатическое поле

Окончание >>>