Взаимодействие неподвижных зарядов
Закон Кулона
Закон Кулона: сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Сила Кулона является центральной, то есть направлена по линии, соединяющей заряды. Векторная форма записи закона Кулона для среды:
. (1.1)
Закон Кулона в скалярной форме для среды имеет вид:
, (1.2)
где 
- сила, действующая на заряд Q 2 со стороны заряда Q 1;
- радиус-вектор, проведённый от первого заряда ко второму;
- расстояние между зарядами;
- коэффициент пропорциональности в системе СИ;
ε – диэлектрическая проницаемость среды (для воздуха ε = 1);
ε0 = 8,85∙10-12Ф/м – электрическая постоянная.
 |
Установлено, что одноименные заряды отталкиваются, а разноименные – притягиваются (рис. 1).
Взаимодействие точечных зарядов удовлетворяет III закону Ньютона:
,
то есть силы взаимодействия двух зарядов равны по величине и приложены к каждому из зарядов.
Закон сохранения заряда: суммарный заряд электрически изолированной системы (то есть системы, не обменивающейся зарядами с внешними телами) есть величина неизменная:
.
1. Два одинаковых маленьких шарика, имеющих заряды +3 q и – q, привели в соприкосновение, а затем раздвинули на некоторое расстояние. Чему равны заряды шариков после соприкосновения?
а) q б) 2 q в) 4 q г) q/ 2
2. Два маленьких одинаковых металлических шарика имеют заряды + q и – 5 q. Шарики привели в соприкосновение, а затем раздвинули на прежнее расстояние. Как изменился модуль силы взаимодействия шариков?
|
|
|
а) увеличился в 1,8 раза; б) уменьшился в 1,8 раза;
в) увеличился в 1,25 раза; г) уменьшился в 1,25 раза;
д) не изменился.
3. Как надо изменить расстояние между точечными положительными зарядами, чтобы при уменьшении каждого из них в 4 раза сила их взаимодействия не изменилась?
а) уменьшить в 16 раз; б) увеличить в 16 раз;
в) уменьшить в 4 раза; г) увеличить в 4 раза;
д) увеличить в 2 раза.
4. Как и во сколько раз изменится сила взаимодействия двух точечных разноименных электрических зарядов, если положительный заряд уменьшить в 2 раза, а отрицательный – увеличить в 4 раза?
а) уменьшится в 2 раза; б) увеличится в 2 раза;
в) увеличится в 8 раз; г) уменьшится в 8 раз;
д) увеличится в 4 раза.
Выполнив задания для самостоятельной работы, перейдем к разбору основных типов задач о взаимодействии зарядов.
Основные типы задач:
• вычисление равнодействующей силы при взаимодействии точечных зарядов (раздел 1.2);
• нахождение неизвестной величины при условии равновесия зарядов (раздел 1.3);
• взаимодействие зарядов, равномерно распределённых на линии, на поверхности и в объёме (раздел 1.4).
|
|
|
•
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 26; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!