Презентация на тему Тема: Заряд и его свойства, закон Кулона (продолжение)

Презентация на тему Тема: Заряд и его свойства, закон Кулона (продолжение), предмет презентации: Разное. Этот материал содержит 32 слайдов. Красочные слайды и илюстрации помогут Вам заинтересовать свою аудиторию. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций ThePresentation.ru в закладки!

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1
Текст слайда:

Лекция №2


Тема: Заряд и его
свойства, закон Кулона
(продолжение)

Сегодня: *


Слайд 2
Текст слайда:

8. Интегральная формулировка закона сохранения заряда.

jdЅ

s

v

Изменение заряда в некотором объёме может произойти только в результате втекания и вытекания заряда через замкнутую поверхность S ограничивающую объём (алгебраическая сумма электрически изолированного объема есть величина постоянная.

Скорость изменения заряда в объёме.

Сила тока через поверхность, ограничивающую объём.



Знак минус учитывает, что если + заряд внутри V уменьшается, то плотность тока направлена из объёма.


Слайд 3
Текст слайда:

9. Дифференциальная формулировка закона сохранения заряда.

Итак интеграл по поверхности равен интегралу по объему в виде


Слайд 4
Текст слайда:

Запишем данное выражение в виде (это связь интеграла по поверхности с интегралом по объему, который заключен данной поверхностью).

(1)

Здесь дивергенция равна




Слайд 5
Текст слайда:

Сравнивая подинтегральные выражения в формуле (1), видим, что





Это и есть закон сохранения заряда в дифференциальной форме



Слайд 6
Текст слайда:

10. Сохранение заряда в 4-х мерном пространстве

Перепишем выражение для дивергенции и плотности тока в виде :






Слайд 7
Текст слайда:

Легко видеть, что изменение плотности заряда во времени можно представить как 4-ую компоненту плотности тока:








Окончательно:







Слайд 8
Текст слайда:

Это и есть закон сохранения заряда в дифференциальной форме для 4-х мерного пространства
Преобразование из К системы в систему К’ для одномерного тока jx и плотности заряда ρ в СТО имеет вид:




Слайд 9
Текст слайда:


Закон Кулона.

q1,q2 – точечные заряды; r – расстояние между зарядами; ε – диэлектрическая проницаемость среды ( в вакууме и воздухе = 1 ); ε0 – диэлектрическая постоянная = 8,85*10-12Ф/м.

Принцип суперпозиции:

(1)

(2)

3


Слайд 10

Слайд 11
Текст слайда:


9

На каждый заряд, действуют по 3 силы

Q


F


Слайд 12
Текст слайда:

Сущность модели
электростатического поля

Важна не неподвижность зарядов, а постоянство во времени электрического поля!

Границы применимости – требование малости вклада от отдельных зарядов в наблюдаемое поле.

Основная задача электростатики: найти
поля, создаваемые «неподвижными» зарядами

2


Слайд 13
Текст слайда:



Детектор поля – точечный заряд.
Источником Е- поля является заряд.


Для точечного заряда
в вакууме (ε =1)

(3)

(4)

4

Локальная хар-ка

+

q

E

r

F

Вектор Е напряженности электрического поля

Формула (4) получена делением силы Кулона на заряд q


Слайд 14
Текст слайда:

Согласно принципу суперпозиции электрическое поле системы зарядов равно векторной сумме напряженностей полей, создаваемых отдельными зарядами


Слайд 15
Текст слайда:

Силовые линии. Примеры

5

Е

Е

Е

Е

Е

Е

5


Слайд 16
Текст слайда:




dy

σ


z

А

y

x

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Равномерно заряженная плоскость σ

L

Каждая полоска несёт элементарный заряд dq = σ Ldy

11

Найти напряженность Е электрического поля в точке А на расстоянии z от плоскости. Применить принцип суперпозиции


Слайд 17
Текст слайда:



Справедлив принципы суперпозиции:

Вектор электрического смещения (вектор индукции электростатического поля) - D

D = εε0E


Формула для однородной среды. Вектор направлен также как и Е.

6

(5)

(6)

(7)

Для точечного заряда


Слайд 18
Текст слайда:




+

ε >1




+

ε >1

Е

Е

D

D

Вектор D не преломляется на границе двух сред.

D = εε0E

(5)

7


Слайд 19
Текст слайда:




Поток вектора ( Е,D)


Е

n


n

n


α

dФ = ЕdS

Ф = 0

dФ = ЕdS Cosα

Ф = числу силовых линий через единицу площади.

Ф = ∫s (ЕdS)

dS

dS

dS

(10)

13

dS =dS n


Слайд 20
Текст слайда:

Ф через искривлённую поверхность

Ф = ∫s (ЕdS)

Ф через замкнутую поверхность


Поверхность не должна быть морщинистой

(11)

14


Слайд 21
Текст слайда:

Теорема Гаусса (закон Гаусса)

Закон Гаусса связывает поток через поверхность и заряд.


q



n

dS

Е

Если между Е или D и n острый угол Ф- положителен, если тупой - Ф отрицателен.

15


Слайд 22
Текст слайда:



16

(4)

(11)


(12)

(13)

(14)

Ф = ∫s (ЕdS)

ε

0

q


Слайд 23
Текст слайда:



dΩ=4π

Если зарядов в объёме V много, то q = ∑qi

17

(15)

Для док-ва используется принцип суперпозиции!!!!


Слайд 24
Текст слайда:

Если заряд находится вне объёма:



D

= 0

Вектор D 2 раза входит в объём и 2 раза из него выходит.

Если заряд распределен внутри объёма, например, с объёмной плотностью ρ:



q =

ρdV

v



q =

ρdV

=

То:

v

18


Слайд 25
Текст слайда:

Физической основой ТОГ является закон Кулона, поэтому теорема Гаусса является интегральной формулировкой закона Кулона.

19


Слайд 26
Текст слайда:

Поток вектора напряженности сквозь произвольную замкнутую поверхность = сумме зарядов, заключённых в этой поверхности, деленной на ε0 .

Аналогично для потока вектора смещения D

20


Слайд 27
Текст слайда:

Применение теоремы Гаусса.

По тонкой сферической оболочке радиуса R равномерно распределён заряд q. Определить Е: а) вне сферы, б) внутри сферы.

21

Е



+

R


r1

E

n


S

А


В



Слайд 28
Текст слайда:



Вектор Е направлен радиально в силу симметрии

Проведем произвольную замкнутую поверхность радиуса r1

= ЕА ∫dS = ЕАS = ЕА4πr12 = q/ε0

22

+

+

+

+

R

r1

+

+

+

σ

Е

n


А

По Т.О.Г.

Е


С



В

Е=О


Слайд 29
Текст слайда:


На пов-ти сферы


т.к. S задано q = σSс = σ4πR2

q = ∫Sσ dS


(*)

Из (23)

ЕА вне сферы =

23

Внутри сферы (точка В) Е равно нулю


Слайд 30
Текст слайда:


25


+


+

+

+

+

R

r1

r2

+

+

σ

Е

Е

n




А

В

С

0

Е

R

r


1/r2

Поле вне сферы такое же как и от точечного заряда!


Слайд 31
Текст слайда:


Поле Е равномерно заряженной ∞ нити с линейной плотностью τ.

∫(EdS) = ∫(EdSбок) +2 ∫(EdSторц) = ∫(EdSбок) = ES =

= Е2πаl = q/ε0

q = ∫l τdl

= τl

Окончательно имеем:



= 0

26


Слайд 32
Текст слайда:

Электрическое поле Е бесконечно большой заряженной плоскости

Поверхностная плотность зарядов σ

Поверхность Гаусса выбираем в виде прямоугольного ящика. В силу бесконечно-большой симметрии плоскости вектор Е в любой точке окружающего пространства направлен по нормали к плоскости

Е


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика