Какое из утверждений объясняет взаимодействие электрических зарядов

Взаимодействия зарядов и основы электростатики

Электростатика представляет раздел электричества в физике, изучающий взаимодействие электрических неподвижных зарядов. Такое название было получено от слова «янтарь» в переводе с греческого, поскольку при трении янтарь начинает электризоваться и притягивать к себе мелкие предметы.

Электростатические явления возникают как результат взаимодействия электрических зарядов между собой. Силу такого взаимодействия описывает закон Кулона. Несмотря на то, что электростатические силы могут казаться достаточно слабыми, некоторые из них оказываются намного порядков больше, чем гравитационная сила, действующая между ними (как например, сила взаимодействия электрона и протона).

Существует большое число примеров электростатических явлений, как например, — простое притяжение к шерстяному свитеру воздушного шара или притяжение бумаги в лазерных принтерах, спонтанное возгорание зернохранилища, спровоцированное электризацией зерна.

Получи помощь с рефератом от ИИ-шки
ИИ ответит за 2 минуты

Взаимодействие зарядов

В конце 16 в. английский врач Уильям Гильберт дал название телам, способным после натирания притягивать к себе легкие предметы. Они стали называться наэлектризованными.

В 1729 г., согласно экспериментальным выводам Шарля Дюфе, существует два рода зарядов. Один из таких зарядов формируется в момент трения стекла о шелк, а другой – при трении смолы о шерсть. Поэтому Дюфе дал названия – «стеклянные» и «шерстяные» соответственно. Понятие об отрицательном и положительном заряде введено Бенджамином Франклином.

В начале 20 в., благодаря американскому физику Р. Милликену, опытным путем была продемонстрирована дискретность электрического заряда. Таким образом, заряд любого тела в действительности составляет целое кратное от элементарного электрозаряда.

Электрический заряд характеризуется количеством электричества, представляя собой физическую скалярную величину, определяющую способность тел являться источником электромагнитных полей и участвовать в электромагнитном взаимодействии. Впервые понятие «электрический заряд» ввел физик Ш. Кулон в результате серии опытов в 1785 г.

«Взаимодействия зарядов и основы электростатики» ��
Помощь эксперта по теме работы
Решение задач от ИИ за 2 минуты
Найди решение своей задачи среди 1 000 000 ответов
Замечание 1

Наиболее простым и повседневным явлением, в котором обнаруживается сам факт существования электрических зарядов в природе, считается электризация тел в момент соприкосновения.

Способность электрических зарядов не только к взаимному притяжению, но и к взаимному отталкиванию, можно объяснить существованием двух разных видов зарядов. Один вид электрического заряда считается при этом положительным, а второй будет отрицательным.

Разноименно заряженные тела способны притягиваться, а одноименно заряженные – отталкиваться друг от друга.

В момент соприкосновения двух электрически нейтральных тел вследствие трения, заряды переходят от одного тела к другому. В каждом из них при этом нарушается равенство суммы отрицательных и положительных зарядов, а тела заряжаются разноименно.

В процессе электризации тела через воздействие в нем нарушается равномерное распределение зарядов. Они перераспределяются таким образом, что в одной части тела возникает избыток отрицательных зарядов, а в другой – положительных. При разъединении двух этих частей они будут заряжаться разноименно.

Закон Кулона

Силу взаимодействия неподвижных точечных электрических зарядов выражает закон Ш. Кулона. Он открыт в 1785 г. Проведение большого количества опытов с металлическими шариками позволило Кулону сформулировать закон: модуль силы взаимодействия в вакууме двух точечных зарядов оказывается прямо пропорциональным произведению модулей таких зарядов и обратно пропорциональным квадрату расстояния между ними.

В современной формулировке этот закон описан так: сила взаимодействия в вакууме двух точечных зарядов направлена вдоль прямой, их соединяющей, она также пропорциональна величинам зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Эта сила называется силой притяжения (когда знаки зарядов разные) и силой отталкивания (когда эти знаки одинаковые). Для эффективности закона, требуются следующие условия:

1. Расстояние между заряженными телами (точечность зарядов) должна значительно превышать их размеры.
2. Заряды должны быть неподвижными (иначе в силу вступают дополнительные эффекты, такие как: магнитное поле движущихся зарядов и дополнительная сила Лоренца, которая соответствует данному полю и воздействует на другой движущийся заряд.
3. Расположение зарядов в вакуумном пространстве. При некоторых корректировках закон справедлив и для взаимодействий зарядов в среде, а также в отношении движущихся зарядов. В векторном виде закон в формулировке Кулона записывается такой формулой:

Рисунок 1. Закон Кулона. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Закон Кулона в квантовой механике, в отличие от классической, формулируется не за счет понятия силы, а с помощью такого понятия, как потенциальная энергия кулоновского взаимодействия.

В случае, если система, рассматриваемая в квантовой механике, содержит электрически заряженные частицы, к оператору Гамильтона системы добавляются те слагаемые, которые характеризуют потенциальную энергию кулоновского взаимодействия. Данное утверждение не следует из остальных аксиом в квантовой механике. Оно получено посредством обобщения опытных данных. Оператор Гамильтона атома с зарядом ядра характеризуется формулой:

Рисунок 2. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Принцип суперпозиции полей

Визуализация электрического поля упрощается за счет полевых (силовых) линий. Начинаются силовые линии на положительном заряде, а на отрицательном заканчиваются.

Векторы напряженности поля являются касательными к линиям напряженности, при этом плотность линий представляет меру величины поля. Таким образом, чем плотнее силовые линии, тем сильнее будет поле в исследуемой области пространства.

В случае, если несколько точечных зарядов создают поле, то на пробный заряд воздействует со стороны заряда определенная сила (такая, как если бы отсутствовали другие заряды). Результирующая сила определяется таким такой формулой:

Рисунок 3. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Электрическое поле. Действие электрического поля на электрические заряды.

Электрическое поле — это особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие электрически заряженных частиц.

Введение понятия электрического поля понадобилось для объяснения взаимодействия электрических зарядов, т. е. для получения ответа на вопросы: почему возникают силы, действующие на заряды, и как они передаются от одного заряда к другому?

Понятия электрического и магнитного полей ввел великий английский физик Майкл Фарадей. Согласно идее Фарадея, электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждый из них создает в окружающем пространстве электрическое поле. Поле одного заряда действует на другой заряд, и наоборот. По мере удаления от заряда поле ослабевает.

С введением понятия поля в физике утвердилась теория близкодействия, главным отличием которой от теории дальнодействия является идея о существовании определенного процесса в пространстве между взаимодействующими телами, который длится конечное время.

Идея эта получила подтверждение в работах великого английского физика Дж. К. Максвелла, который теоретически доказал, что электромагнитные взаимодействия должны распространяться в пространстве с конечной скоростью — с, равной скорости света в вакууме (300 000 км/с). Экс­периментальным доказательством этого утверждения явилось изобретение радио.

Электрическое поле возникает в пространстве, окружающем неподвижный заряд, точно так же, как вокруг движущихся зарядов — токов либо постоянных магнитов — возникает магнитное поле. Магнитные и электрические поля могут превращаться друг в друга, образуя единое элект­ромагнитное поле. Электрическое поле (как и магнитное) является лишь частным случаем обще­го электромагнитного поля. Переменные электрические и магнитные поля могут существовать и без зарядов и токов, их породивших. Электромагнитное поле переносит определенную энергию, а также импульс и массу. Таким образом, электромагнитное поле — физическая сущность, обла­дающая определенными физическими свойствами.

Итак, природа электрического поля состоит в следующем:

1. Электрическое поле материально, оно существует независимо от нашего сознания.

2. Главным свойством электрического поля является действие его на электрические заряды с некоторой силой. По этому действию устанавливается факт его существования. Действие поля на единичный заряд — напряженность поля — является одной из его основных ха­рактеристик, по которой изучается распределение поля в пространстве.

Электрическое поле неподвижных зарядов называют электростатическим. Со временем оно не меняется, неразрывно связано с зарядами, его породившими, и существует в пространстве, их окружающем.

10 кл — Физический диктант «Электризация. Закон Кулона»
учебно-методический материал по физике (10 класс) на тему

Представлены вопросы по темам «Электризация тел. Закон сохранения электрического заряда» и «Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона», вопросы в 2-ух вариантах.

Скачать:

Вложение	Размер
fizicheskiy_diktant.docx	22.21 КБ

Предварительный просмотр:

«Электризация тел. Закон сохранения электрического заряда»

1. Как называется раздел физики, изучающий заряженные тела?

2. Какое взаимодействие существует между заряженными телами, частицами?

3. Какая физическая величина определяет электромагнитное взаимодействие?

4. Зависит ли величина заряда от выбора системы отсчета?

5. Можно ли сказать, что заряд системы складывается из зарядов тел, входящих в эту систему?

6. Как называется процесс, приводящих к появлению на телах электрических зарядов?

7. Если тело электрически нейтрально, означает ли это, что оно не содержит электрических зарядов?

8. Верно ли утверждение, что в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех тел системы остается постоянной?

9. Если в замкнутой системе число заряженных частиц уменьшилось, то означает ли это, что заряд всей системы тоже уменьшился?

«Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона».

1. Можно создать электрический заряд?

2. Создаём ли мы при электризации электрический заряд?

3. Может ли заряд существовать независимо от частиц?

4. Тело, суммарный положительный заряд частиц которого равен суммарному отрицательному заряду частиц, является…

5. Сила взаимодействия зараженных частиц с увеличением заряда любой из этих частиц?

6. При помещении зарядов в среду, сила взаимодействия между ними…

7. С увеличением расстояния между зарядами в 3 раза сила взаимодействия…

8. Величина, характеризующая электрические свойства среды, называется…

9. В каких единицах измеряется электрический заряд?

Физический диктант «Электризация тел.

Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона».

Как называется раздел физики, изучающий заряженные тела?

Какое взаимодействие существует между заряженными телами, частицами?

Можно создать электрический заряд?

Создаём ли мы при электризации электрический заряд?

Какая физическая величина определяет электромагнитное взаимодействие?

Зависит ли величина заряда от выбора системы отсчета?

Может ли заряд существовать независимо от частиц?

Тело, суммарный положительный заряд частиц которого равен суммарному отрицательному заряду частиц, является…

Можно ли сказать, что заряд системы складывается из зарядов тел, входящих в эту систему?

Как называется процесс, приводящих к появлению на телах электрических зарядов?

Сила взаимодействия зараженных частиц с увеличением заряда любой из этих частиц?

При помещении зарядов в среду, сила взаимодействия между ними…

Если тело электрически нейтрально, означает ли это, что оно не содержит электрических зарядов?

Верно ли утверждение, что в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех тел системы остается постоянной?

С увеличением расстояния между зарядами в 3 раза сила взаимодействия…

Величина, характеризующая электрические свойства среды, называется…

Если в замкнутой системе число заряженных частиц уменьшилось, то означает ли это, что заряд всей системы тоже уменьшился?

В каких единицах измеряется электрический заряд?

Электризация тел.
Закон сохранения электрического заряда.

1. Как называется раздел физики, изучающий покоящиеся заряженные тела?
2. Какое взаимодействие существует между заряженными телами, частицами?
3. Какая физическая величина определяет электромагнитное взаимодействие?
4. Зависит ли величина заряда от выбора системы отсчета?
5. Можно ли сказать, что заряд системы складывается из зарядов тел, входящих в эту систему?
6. Как называется процесс, приводящий к появлению не телах электрических зарядов?
7. Если тело электрически нейтрально, означает ли это, что оно не содержит электрических зарядов?
8. Как взаимодействует два отрицательных зарядов?
9. Верно ли утверждение, что в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех тел системы остается постоянной?
10. Если в замкнутой системе число заряженных частиц уменьшилось, то означает ли это, что заряд всей системы тоже уменьшил?

Ответы
1. Электростатика
2. Электромагнитное
3. Электрический заряд
4. Нет
5. Можно
6. Электризация
7. Нет
8. Отталкиваются
9. Да
10. Нет

Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона.

1. Можно ли создать электрический заряд?
2. Создаем ли мы при электризации электрический заряд?
3. Может ли заряд существовать независимо от частицы?
4. Тело, суммарный положительный заряд частиц которого равен суммарному отрицательному заряду частиц, является…
5. Сила взаимодействия заряженных частиц с увеличением заряда любой из этих частиц…
6. При перемещении зарядов в среду сила взаимодействия между ними…
7. С увеличением расстояния между зарядами в 3 раза сила взаимодействия…
8. Величина, характеризующая электрические свойства среды, называется…
9. В каких единицах измеряются электрический заряд?

Ответы
1. Да
2. Нет
3. Нет
4. …нейтральным
5. …увеличиваются
6. …уменьшается
7. …уменьшается в 9 раз
8. …диэлектрической проницаемостью
9. В кулонах

Электрическое поле
1. Какие виды материи вы знаете?
2. Как называется поле неподвижных зарядов?
3. Что является источником электрического поля?
4. Главное свойство любого электрического поля.
5. Как называется сила, с которой взаимодействуют заряды?
6. Как называется физическая величина, равная отношению силы, действующей на заряд со стороны электрического поля, к этому заряду?
7. Запишите формулу напряженности электрического поля точечного заряда?
8. В каких единицах измеряется напряженность электрического поля?
9. Как направлены силовые линии электрического поля?
10. Как изменится напряженность при увеличении электрического заряда?
11. Как изменится напряженность при увеличении расстоянии от точки до заряда электрического заряда?
12. Как изменится сила, действующая на заряд, если напряженность электрического поля увеличить в 2 раза?
13. Какой заряд помещен в электростатическое поле, если вектор силы, действующий на заряд, совпадает с вектором напряженности по направлению?

Ответы
1. Вещество, поле
2. Электростатическим
3. Заряд
4. Действие на электрические заряды
5. Кулоновская
6. Напряженность электрического поля
7. Н/Кл=В/м
8. E=q/r2
9. от «+» к «-»
10. Увеличивается
11. Уменьшается
12. Увеличиться в 2 раза
13. Положительный

ПРОВОДНИКИ И ДИЭЛЕКТРИКИ
В электростатическом поле
1. Вещества, проводящие электрический ток — …
2. Металлы проводят электрический ток, потому, что внутри них есть …
3. Где располагаются свободные заряды в проводнике при электризации?
4. Существует ли электрическое поле внутри проводника?
5. Оказывает ли диэлектрик на внешнее электрическое поле какое – либо влияние.
6. Почему диэлектрик не проводит электрический ток?

Ответы
1. … Проводники
2. …свободные электроны
3. На поверхности проводника
4. Нет
5. Да, уменьшает
6. нет свободных носителей заряда

Работа сил. Электростатического поля. Разность потенциалов.
1. Если работа сил поля по любой замкнутой траектории равна нулю, то поле называется…
2. От каких величин зависит работа сил электрического поля?
3. Зависит ли работа сил электрического поля от формы траектории?
4. Назовите энергетическую характеристику электрического поля.
5. В каких единицах она измеряется?
6. Зависит ли значение потенциала от выбора нулевого уровня?
7. Выразите вольт через другие единицы.
8. Чему равна работа сил электрического поля.
9. При нахождении общего потенциала нескольких электрических полей все потенциалы…
10. Чему равна работа кулоновских сил на замкнутом пути?
11. Чему в электростатике равно напряжение?
12. В чем измеряется напряжение?
13. Как называются поверхности равного потенциала?
14. Как направлен вектор напряженности электростатического поля относительно эквипотенциальных поверхностей?
15. Каким образом связаны напряжение и напряженность в однородном электростатическом поле?

1. … потенциальным
2. От заряда, напряженности, расстояния
3. Нет
4. Потенциал
5. В вольтах
6. Да
7. Дж/Кл
8. 0
9. …алгебраически складываются
10. 0
11. Разности потенциалов
12. Вольт
13. Эквипотенциальные
14. Перпендикулярно им, в сторону уменьшения потенциала
15. U=Ed

Конденсаторы
1. Способность проводника накапливать заряд называется…
2. В каких единицах измеряется электроемкость?
3. Как называется система из двух проводников, разделенных слоем диэлектрика?
4. Что понимают под зарядом конденсатора?
5. Где сосредочена электрическое поле конденсатора?
6. Как изменится емкость конденсатора, если между обкладками ввести диэлектрик?
7. Зависит ли емкость конденсатора от геометрических размеров?

Ответы
1. … электроемкостью
2. В фарадах
3. Конденсатором
4. Модуль заряда одной из обкладок
5. Внутри, между обкладками
6. Увеличится
7. Да

Тест «Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона»

Внимание! Все тесты в этом разделе разработаны пользователями сайта для собственного использования. Администрация сайта не проверяет возможные ошибки, которые могут встретиться в тестах.

Закрепление знаний по теме «Закон сохранения электрического заряда»
Система оценки: 5 балльная

Список вопросов теста

Вопрос 1

Как называется раздел физики, изучающий заряженные тела?

Вопрос 2

Какое взаимодействие существует между заряженными телами, частицами?

Вопрос 3

Какая физическая величина определяет электромагнитное взаимодействие?

Вопрос 4

Можно ли сказать, что заряд системы складывается из зарядов тел, входящих в эту систему?

Варианты ответов

Вопрос 5

Как называется процесс, приводящий к появлению на телах электрических зарядов?

Вопрос 6

Если тело электрически нейтрально, означает ли это, что оно не содержит электрических зарядов?

Варианты ответов

Вопрос 7

Верно ли утверждение, что в замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех тел системы остается постоянной?

Варианты ответов

Вопрос 8

Создаем ли мы при электризации электрический заряд??

Варианты ответов

Вопрос 9

Может ли заряд существовать независимо от частицы?

Варианты ответов

Вопрос 10

Тело, суммарный положительный заряд частиц которого равен суммарному отрицательному заряду частиц, является .

Вопрос 11

Сила взаимодействия заряженных частиц с увеличением заряда любой из этих частиц .

Вопрос 12

При помещении зарядов в среду, сила взаимодействия между ними .

Варианты ответов

• увеличилась
• уменьшилась
• осталась постоянной

Вопрос 13

С увеличением расстояния между зарядами в 3 раза сила взаимодействия .

Варианты ответов

• увеличилась в 3 раза
• уменьшилась в 9 раз
• уменьшилась в 3 раза
• увеличилась в 9 раз

Вопрос 14

Величина, характеризующая электрические свойства среды, называется .

Вопрос 15

В каких единицах измеряется электрический заряд?