Минобрнауки России

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра физики

Отчет по лабораторной работе № 2 «Исследование интегральных характеристик электростатического поля методом моделирования (циркуляция напряженности)»

Выполнила: студентка гр. 9502		Позняк В. Ю.
Преподаватель		Павловская М.В.

Оценка лабораторно-практического занятия
Выполнение ИДЗ	Подготовка к лабораторной работе	Отчет по лабораторной работе	Коллоквиум		Комплексная оценка

Санкт-Петербург

2020

ВОПРОСЫ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

Вариант №18

63. Чему равна работа при перемещении заряда по поверхности заряженного проводника? Ответ пояснить.

Работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда.

Так как при перемещении заряда по поверхности заряженного проводника расстояние от центра всегда остается постоянным (r₁=r₂=0), то и работа при перемещении вдоль эквипотенциальной поверхности также будет равняться нулю.

85. Выведите формулу для расчета потенциала внутри и вне металлического шара, заряженного зарядом q.

Напряженность связана с потенциалом тогда потенциал :

Рассмотрим два вида шара.

Полый шар (заряд на поверхности).

Напряженность поля сферы: 

Т.к.  , то

         

Получаем:

Сплошной шар (заряд равномерно распределен по объему шара). 

Объемная плотность шара:

       

Напряженность внутри шара:

.

 Т.к.  , то

      или

Отсюда находим потенциал шара:

                         

ВОПРОСЫ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

3. Дайте определение потенциального поля, напряженности и потенциала электростатического поля. Выведите соотношение, связывающее разность потенциалов с напряженностью электростатического поля, используя их определения.

Потенциальное поле — стационарное силовое поле, в котором работа силы поля на пути между двумя любыми точками не зависит от формы пути, а зависит только от положения этих точек.

Напряжённость электрического поля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и равная отношению силы F, действующей на неподвижный точечный заряд, помещённый в данную точку поля, к величине этого заряда q.

Электростатический потенциал — скалярная энергетическая характеристика электростатического поля, характеризующая потенциальную энергию, которой обладает единичный положительный пробный заряд, помещённый в данную точку поля.

Для вывода соотношения запишем две формулы, описывающие работу поля при перемещении заряда: в одном случае работа выражена через напряженность, а во втором случае — через разность потенциалов, то есть, через электрическое напряжение:

dA = q E dl

 dA = - dW_п = - q dφ

Приравняем две формулы работы и выведем соотношение:

Взяв интеграл соотношения потенциала, получим: