Site Loader
Posted on 31.07.2021

Содержание

I. 4. Что называется потенциалом, разностью потенциалов электростатического поля? Связь между напряженностью и потенциалом электростатического поля.

Если перемещать заряд Q0 из произвольной точки за пределы поля, т. е. в бесконечность, где, по условию, потенциал равен нулю, то работа сил электростатического поля, , откуда

(1.6)

Потенциал – физическая величина, определяемая работой по перемещению единичного положительного заряда при удалении его из данной точки поля в бесконечность. Эта работа численно равна работе, совершаемой внешними силами (против сил электростатического поля) по перемещению единичного положительного заряда из бесконечности в данную точку поля.

Разность потенциалов:

(1.7)

Между вектором напряженности и потенциалом существует связь:

, или (1. 8)

Рис. 1.7

т. е. напряженность поля равна градиенту потенциала со знаком минус. Знак минус определяется тем, что вектор напряженности Е поля направлен в сторону убывания потенциала.

Для графического изображения распределения потенциала электростатического поля, как и в случае поля тяготения, пользуются эквипотенциальными поверхностями – поверхностями, во всех точках которых потенциал имеет одно и то же значение (рис. 1.7).

I. 5. Чему равна емкость уединенного проводника, шара?

Уединенный проводник — это проводник, который достаточно далеко удален от других проводников, тел, зарядов. Его потенциал прямо пропорционален заряду проводника. Из опыта следует, что разные проводники, будучи одинаково заряженными, имеют различные потенциалы. Поэтому для уединенного проводника можно записать

Величину

(1. 9)

называют электроемкостью (или просто емкостью) уединенного проводника. Емкость уединенного проводника определяется зарядом, сообщение которого проводнику изменяет его потенциал на единицу.

Емкость проводника зависит от его размеров и формы, но не зависит от материала, агрегатного состояния, формы и размеров полостей внутри проводника. Это связано с тем, что избыточные заряды распределяются на внешней поверхности проводника. Емкость не зависит также ни от заряда проводника, ни от его потенциала.

Единица электроемкости – фарад (Ф): 1 Ф – емкость такого уединенного проводника, потенциал которого изменяется на 1 В при сообщении ему заряда 1 Кл.

Емкость шара:

где R-радиус шара.

Рис. 1.8

I. 6. Чему равна энергия заряженного конденсатора?

Как всякий заряженный проводник, конденсатор обладает энергией, которая равна

,

где Q – заряд конденсатора, С – его емкость, — разность потенциалов между обкладками конденсатора.

I. 7. Для чего предназначен осциллограф? Что называется чувствительностью осциллографа?

Электронный осциллограф предназначен для исследования быстропеременных, периодических процессов. С его помощью можно измерять силу тока, напряжение, сдвиг фаз между ними, сравнивать частоты и амплитуды различных переменных напряжений. Применение различных преобразователей позволяет определять с помощью осциллографа неэлектрические величины, например, давление, механическое напряжение, промежутки времени, индукцию магнитного поля.

Электронный осциллограф обладает высокой чувствительностью и безинерционностью действия, что позволяет исследовать процессы длительностью до 10-10с.

Чувствительностью к напряжению называется величина равная отклонению электронного луча на экране при разности потенциалов на пластинах, равной 1В.

Sх = X/ U (1. 9)

Работа и потенциал электростатического поля. 10 класс

Похожие презентации:

Работа электрического поля. (10 класс)

Потенциал электростатического поля. Разность потенциалов

Потенциал электростатического поля. Разность потенциалов

Потенциальная энергия заряженного тела в однородном электростатическом поле. Потенциал. Разность потенциалов

Потенциал. Работа в электростатическом поле

Работа электрического поля. 10 класс

Потенциал. Работа электростатического поля

Энергетическая характеристика электростатического поля

Потенциал и работа электростатического поля. Связь напряженности с потенциалом

Потенциал и работа электростатического поля. Связь напряженности с потенциалом

УРОК ФИЗИКИ В 10 КЛАССЕ
Работа и потенциал
электрического поля
Повторение «Электрическое поле»
1. Как взаимодействуют электр. заряды?
2. Что называется электрическим полем?
3. Что называется напряженностью?
4. Как направлен вектор напряженности?

5. В чем заключается принцип
суперпозиции?
• 6. Какое поле называется однородным и
как его получить?
ПОВТОРЕНИЕ
• Куда направлен (вверх, вниз, влево, вправо,
от наблюдателя, к наблюдателю) вектор
напряжённости результирующего
электрического поля E в точке A
Ответ: вправо
ПОВТОРЕНИЕ
• Какие величины входят в формулы?
kq1q2
Fk
2
r
F
E
q
kq
E 2
r
РАБОТА И ЭНЕРГИЯ в механике
Работа совершается тогда, когда под
действием силы тело перемещается
A = Fs·cosα
Знак работы зависит от угла α
Потенциальная энергия определяется
взаимным расположением
взаимодействующих тел ( например, тело у
поверхности Земли)
РАБОТА ПО ПЕРЕМЕЩЕНИЮ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА
E = const
●3
A=Fs cosα F=Eq s·cosα=d
A = qEd
s
d – расстояние вдоль
α
1
●2
d
силовой линии
1. Работа не зависит от формы
траектории (А13 = А12 + А23), А23 = 0
2. Работа по замкнутому пути равна нулю
РАБОТА ПО ПЕРЕМЕЩЕНИЮ
ЗАРЯДА
1. Работа не зависит от формы пути
2. Работа по замкнутой траектории
в неоднородном поле равна нулю
ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ
• Если работа не зависит от формы траектории,
то она равна изменению потенциальной энергии,
взятой с противоположным знаком
A = — (W2 – W1) = — ∆Wp
• Если поле совершает положительную работу, то
потенциальная энергия заряженного тела
уменьшается, и наоборот
(аналогично в гравитационном поле)
ПОТЕНЦИАЛ
• Потенциалом электрического поля называют
отношение энергии заряда в поле к этому заряду
W
φ > 0 , если q>0
q
φ < 0 , если q<0
Потенциал поля точечного заряда
kq
на бесконечности φ = 0
r
НАПРЯЖЕНИЕ
• Разность потенциалов в начальной и конечной
точках траектории называется напряжением
U = φ1 – φ2
Единица измерения напряжения и
потенциала 1В (вольт)
Работа по перемещению заряда в
неоднородном поле
A = qU
или
A = q (φ1 – φ2)
СВЯЗЬ МЕЖДУ НАПРЯЖЕННОСТЬЮ
и ПОТЕНЦИАЛОМ
Е
1○
d
○2
A12 = qEd
A12 = qU
U
E
d
• Если Е = 0, то φ – одинаков во всех точках
• Напряженность поля направлена в
сторону убывания потенциала
Эквипотенциальные поверхности –
поверхности равного потенциала
Вектор напряженности перпендикулярен
эквипотенциальной поверхности и
направлен в сторону уменьшения потенциала
Вопросы на закрепление знаний
• 1. Какая формула связывает напряженность
поля и напряжение?
• 2. Формула работы для однородного поля.
• 3. От чего зависит знак работы?
• 4. Чему равна работа по замкнутому пути?
• 5. Формула работы для неоднородного поля.
• 6. Как работа связана с потенциальной
энергией?
ТЕСТ
• В однородном электрическом поле
перемещается положительный заряд из
точки 1 в точку 2 по разным траекториям. В
каком из случаев работа сил
электростатического поля больше
А. По траектории 1—2.
Б. По траектории 1—3—2.
В. Работа по обеим
………………………. траекториям одинакова.
………………………. Г. Работа по обеим
………………………….. траекториям равна нулю.
Ответ: В
ТЕСТ
• Какая физическая величина определяется
отношением силы, с которой действует
электрическое поле на электрический
заряд, к значению этого заряда?
• А) потенциал электрического поля
Б) электрическое напряжение
В) напряженность электрического поля
Г ) электроемкость
Ответ: В
ТЕСТ
• В каком случае работа при перемещении
электрического заряда в электрическом поле
равна нулю?
А) при перемещении заряда вдоль силовой
…линии
Б) при перемещении по любой траектории в
. .однородном электрическом поле
В) при перемещении по любой траектории в
..поле точечного заряда
Г) при перемещении по любой замкнутой
..траектории в любом электрическом поле
Ответ: Г
ТЕСТ
• Напряженность однородного
электрического поля равна 100 В/м,
расстояние между двумя точками,
расположенными на одной силовой линии
поля, равно 5 см. Разность потенциалов
между этими точками равна:
А) 5 В
Ответ: А
Б) 20 В
В) 500 В
Г) 2000 В
ТЕСТ
• Сравните работы по перемещению
заряда в электрическом поле из точки А в
точку В и из точки О в точку С
А) наибольшая из А в В
Б) наибольшая из О в С
В) работы равны по модулю
и противоположны по знаку
Г) работы равны по модулю и по знаку
Ответ: Г
Используемые сайты:
1.http://www.college.ru/physics/courses/op25part2/content/chapter1/sectio
n/paragraph6/theory.html
2, http://physics.5ballov,ru/Zadach/t051.htm
3.https://yandex.ru/images/search?text=%D0%BF%D0%BE%D1%82%D0%B5
%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B0%D0%BB%20%D1%8D%D0%BB%D0%B
5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%
D0%BE%D0%B3%D0%BE%20%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%8F&img_url=
http%3A%2F%2Fphysik. ucoz.ru%2F_ph%2F15%2F712699818.gif&pos=2&r
pt=simage&lr=2
4.https://yandex.ru/images/search?p=1&text=%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0
%BE%D1%82%D0%B0%20%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D
1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%
BE%20%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D1%8F&img_url=https%3A%2F%2Fds0
4.infourok.ru%2Fuploads%2Fex%2F05cd%2F0008cbe40da79387%2Fhello_html_m3ca28f8c.jpg&pos=50&rpt=simage&lr=2
5. Физика. Поурочные разработки. 10 класс: пособие для учителей
общеобразоват. учреждений / Ю.А. Сауров. – 2 –е изд., перераб. – М.:
Просвещение, 2010. – 254с.
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
• § 96 – 98
• Упр. 17 (любые три задачи)
• Выучить все формулы

English     Русский Правила

Электрическая потенциальная энергия

Электрическая потенциальная энергия

Потенциальную энергию можно определить как способность выполнять работу, возникающую в зависимости от положения или конфигурации. В электрическом случае заряд будет воздействовать на любой другой заряд, и потенциальная энергия возникает из любого набора зарядов. Например, если положительный заряд Q зафиксирован в какой-то точке пространства, то любой другой положительный заряд, приближенный к нему, будет испытывать силу отталкивания и, следовательно, будет обладать потенциальной энергией. Потенциальная энергия пробного заряда q в окрестности этого исходного заряда будет:

, где k — постоянная Кулона.

В электричестве обычно удобнее использовать электрическую потенциальную энергию на единицу заряда, называемую просто электрическим потенциалом или напряжением.

Применение: Кулоновский барьер для ядерного синтеза
Энергия в электрон-вольтах
 Индекс

Концепции напряжения

 
3
Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R Ступица
3
Назад

Природа потенциала такова, что нулевая точка произвольна; его можно установить как начало системы координат. Это не значит, что это незначительно; как только ноль потенциала установлен, каждое значение потенциала измеряется относительно этого нуля. Другими словами, изменение потенциала имеет физическое значение. Нуль электрического потенциала (напряжения) устанавливается для удобства, но обычно в выборе нулевой точки есть некоторая физическая или геометрическая логика. Для одноточечного заряда или локализованного набора зарядов логично установить нулевую точку на бесконечности. Но для бесконечного линейного заряда это нелогичный выбор, поскольку локальные значения потенциала уходят в бесконечность. Для практических электрических цепей земля или потенциал земли обычно принимается равным нулю, и все относится к земле.

Нуль потенциала на бесконечности
Нуль механической потенциальной энергии
 Индекс

Концепции напряжения

 
3
Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R Ступица
3
Назад

Общее выражение для электрического потенциала в результате точечного заряда Q можно получить, обратившись к нулю потенциала на бесконечности. Выражение для разности потенциалов:

Принимая предел как r b →∞, получаем просто

для любого произвольного значения r. Выбор потенциала, равного нулю на бесконечности, произволен, но в данном случае логичен, поскольку электрическое поле и сила там стремятся к нулю. Тогда электрическая потенциальная энергия заряда q в точке r равна

, где k — постоянная Кулона.

 Индекс

Концепции напряжения

 
3
Гиперфизика***** Электричество и магнетизм R Ступица
3
Назад

Разница между электрическим потенциалом и разницей потенциалов

Поток электрических зарядов известен как электричество, и он отвечает за производство электрического тока. Важным словом, связанным с электричеством, является электрический потенциал. Разность потенциалов необходима для создания потока электронов и, следовательно, для производства электричества. Прежде чем понять разницу между электрическим потенциалом и разностью потенциалов, давайте сначала подробно разберемся с электрическим потенциалом и разностью потенциалов.

Электрический потенциал

Электрический потенциал — это работа, совершаемая на единицу заряда для того, чтобы перевести этот заряд из бесконечности в точку в электростатическом поле против силы поля. Электрический потенциал также называют падением напряжения. Единицей СИ для электрического потенциала или разности электрических потенциалов является напряжение или вольт. Электрический потенциал является скалярной величиной.

 

На приведенном выше рисунке +Q — это заряд, создающий электрическое поле, и задача состоит в том, чтобы перенести единичный заряд (+q) из бесконечности (в любом месте за пределами электрического поля) в точку внутри электрического поля против поле. Поскольку электростатическая сила, создаваемая электрическим полем, будет направлена ​​против единичного заряда, единице заряда требуется некоторая работа, чтобы двигаться либо из бесконечности куда-то в поле, либо из одной точки в другую в поле.

  • Если совершить работу по перемещению заряда из бесконечности в точку X, то она будет называться электрическим потенциалом в точке X (V x ).
  • Если совершить работу по перемещению заряда из бесконечности в точку Y, она будет называться электрическим потенциалом в точке Y (V y ).
  • Если для перемещения заряда из точки X в точку Y необходимо совершить работу, то она будет называться разностью потенциалов между точками x и y (V xy ).

Формула электрического потенциала

Электрический потенциал/напряжение = выполненная работа/единица заряда

Единица СИ для электрического потенциала или Напряжение.

  • 1 Вольт = 1 Дж/1 Кулон

1 Вольт можно определить как 1 Дж работы, совершаемой для перемещения 1 кулон заряда

Разность электрических потенциалов

Разность электрических потенциалов также известна как напряжение. Разность электрических потенциалов — это работа, совершаемая единицей заряда для перемещения единицы заряда из одной точки в другую в электрическом поле. Разность электрических потенциалов обычно называют разностью напряжений. Представьте себе шар, сидящий на какой-то высоте, будет ли в шаре какая-то энергия? Да, энергия называется Потенциальной энергией, и если шар бросить с высоты точки А на высоту Б, то шарик всегда будет падать с более высокого гравитационного потенциала на более низкий, тогда будет разница в обеих энергиях. Разность электрических потенциалов аналогична этой концепции. Энергия, которой обладают электрические заряды, известна как электрическая энергия. Заряд с более высоким потенциалом будет иметь большую потенциальную энергию, а заряд с меньшим потенциалом будет иметь меньшую потенциальную энергию. Ток всегда движется от более высокого потенциала к более низкому потенциалу. Разница этих энергий на единицу заряда известна как разность электрических потенциалов. Для создания электричества и протекания тока всегда требуется разность потенциалов, которая поддерживается батареей или ячейкой.

 

Более длинная сторона представляет Высший потенциал (+ve клемма), а более короткая сторона представляет Низший потенциал (-ve клемма). Разность электрических потенциалов измеряется вольтметром, который прикладывается параллельно к прибору, напряжение которого необходимо измерить.

Разница в электрических потенциалах Формула

V XY = V X — V Y = [W X — W Y ]/Q — W Y ]/Q 9069069090690906909090909090 — W Y ]/Q .0192

Единица разности электрических потенциалов в системе СИ

Единица разности электрических потенциалов в системе СИ такая же, как и электрический потенциал, т. е. напряжение или вольт.

Примечание. Почему для объяснения концепции электрического потенциала используется единица заряда?

Небольшой единичный заряд будет иметь очень слабое электрическое поле, которое не повлияет и не исказит поле, создаваемое большим зарядом, и, следовательно, эту концепцию можно легко объяснить.

Разница между электрическим потенциалом и разницей в электрическом потенциале

Электрический потенциал

. в электрическом поле.

 Разность потенциалов — это разность потенциалов между двумя точками в электрическом поле.
Электрический потенциал определен в точке. Разность потенциалов определяется между двумя точками в электрическом поле.
Единицей электрического потенциала является вольт. Единицей измерения разности потенциалов является вольт.
Электрический потенциал является скалярной величиной. Разность потенциалов также является скалярной величиной.

Закон Ома

Согласно закону Ома, ток, протекающий через проводник, прямо пропорционален напряжению, если проводимость и температура остаются постоянными. При удалении пропорциональности вводится новая константа, известная как сопротивление.

V ∝ I

V = IR

, где

  • V = напряжение по проводнику
  • I = тока, поступающая в проволоке
  • r ined ined ined ined ined inded ined ined ined in resture
  • .

Решенные примеры разницы между электрическим потенциалом и разностью потенциалов

Вопрос 1: Заряд 10 мКл перемещается из бесконечности в точку А в электрическом поле. Работа, совершенная в этом процессе, равна 20 джоулей. В чем разница потенциалов?

Решение:

V = W/Q

W = 20 Joules

Q = 10MC

V = 20/10 × 10 -3 = 2KV

Таким составляет 2000 вольт.

Вопрос 2: Заряд 50 мКл перемещается из одной точки в другую (из А в Б). Напряжение в точке А равно 50 кВ, а напряжение в точке В равно 30 кВ. Найдите работу, совершенную зарядом.

Решение:

В AB = V A — V B = 50 кВ — 30 кВ = 20 кВ

Проработано = V × Q

= 20KV × 50MC

= 100 Joules

. из следующих величин: Энергия, Разность потенциалов, Заряд, Сопротивление

Ответ:

0006

Сопротивление⇢ Ом

Вопрос 4. Найдите ток в цепи, когда напряжение на клемме равно 30 В, а сопротивление проводника равно 10 Ом.

Решение:

В соответствии с законом Ом,

В = IR

30 В = I × 10 Ом

I = 3 ампера

, ток через цепь равен 3 амперам

9000

Часто задаваемые вопросы о разнице между электрическим потенциалом и разностью потенциалов

Вопрос 1: Что такое электрический потенциал?

Ответ:

Электрический потенциал определяется как работа, совершаемая для переноса единичного положительного заряда из бесконечности в эту точку электрического поля. Единицей электрического потенциала в системе СИ является вольт.

Вопрос 2: Какова разность потенциалов?

Ответ:

Разность потенциалов — это количество работы, необходимой для переноса единицы заряда из одной точки электрического поля в другую. Единицей разности потенциалов в системе СИ является вольт.

Вопрос 3: В чем разница между электрическим потенциалом и разницей электрических потенциалов.

Ответ: 

Электрический потенциал – это работа, совершаемая на единицу заряда для того, чтобы довести заряд из бесконечности в точку электрического поля, а разность электрических потенциалов – это потенциал, развиваемый при перемещении заряда из одной точки в другую. в самом поле.

Единицей СИ как электрического потенциала, так и разности электрических потенциалов является вольт/напряжение.

Вопрос 4: Что происходит, когда батарея подключена к цепи?

Ответ:

Когда батарея подключена к цепи, на концах проводника создается разность потенциалов.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Внимание! Внешний вид товара, комплектация и характеристики могут изменяться производителем без предварительных уведомлений. Данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) Гражданского кодекса Российской Федерации. 2024 © Все права защищены.