Электростатика Взаимодействие заряженных тел
Электростатика изучает свойства и взаимодействия неподвижных в инерциальной системе отсчета электрически заряженных тел или частиц.
Самое простое явление, в котором обнаруживается факт существования и взаимодействия электрических зарядов, — это электризация тел при соприкосновении. Возьмем две полоски бумаги и проведем по ним несколько раз пластмассовой ручкой. Если взять ручку и полоску бумаги и начать их сближать, то бумажная полоска начнет изгибаться в сторону ручки, т. е. между ними возникают силы притяжения. Если взять две полоски и начать их сближать, то полоски начнут изгибаться в разные стороны, т. е. между ними возникают силы отталкивания.
Взаимодействие тел, обнаруженное в данном опыте называется электромагнитным. Физическая величина, определяющая электромагнитное взаимодействие, называется электрическим зарядом.
Способность электрических зарядов как к взаимному притяжению, так и к взаимному отталкиванию объясняется существованием двух видов зарядов: положительного и отрицательного.
Очевидно, что при соприкосновении с пластмассовой ручкой, на двух одинаковых полосках бумаги появляются электрические заряды одного знака. Эти полоски отталкиваются, — следовательно, заряды одного знака отталкиваются. Между зарядами разных знаков действуют силы притяжения.
Закон сохранения электрического заряда
При электризации на обоих телах всегда возникают электрические заряды, равные по модулю и противоположные по знаку. Электрические заряды могут появляться на телах не только в результате электризации, но и при других взаимодействиях, например, под действием света.
В замкнутой системе при любых взаимодействиях тел алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной.
Этот экспериментально установленный факт называется законом сохранения электрического заряда. Нигде и никогда в природе не возникает и не исчезает заряд одного знака. Появление каждого положительного заряда всегда сопровождается появлением равного по абсолютному значению отрицательного заряда. Ни положительный, ни отрицательный заряд не могут исчезнуть в отдельности один от другого, они могут лишь взаимно нейтрализовать друг друга, если равны по абсолютному значению.
Закон Кулона
Заряды, распределенные на телах, размеры которых значительно меньше расстояний между ними, можно называть точечными, т. к. в этом случае ни форма, ни размеры тел существенно не влияют на взаимодействия между ними.
Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием. Силы электростатического взаимодействия зависят от формы и размеров взаимодействующих тел и характера распределения зарядов на них.
Силы взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению абсолютных значений зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:
Если тела находятся в среде с диэлектрической проницаемостью , тогда сила взаимодействия будет ослабляться в раз:
Силы взаимодействия двух точечных неподвижных тел направлены вдоль прямой, соединяющей эти тела.
Единицей электрического заряда в международной системе принят кулон. 1 Кл – это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А.
Коэффициент пропорциональности в выражении закона кулона в системе СИ равен
Вместо него часто используется коэффициент, называемый электрической постоянной
С использованием электрической постоянной закон кулона имеет вид
Чем обусловлено взаимодействие электрически заряженных тел
Заряженные тела воздействуют друг на друга. Сила взаимодействия двух зарядов зависит от величин этих зарядов и от расстояния межу ними. Долгое время оставалось неясным, посредством чего взаимодействуют заряженные тела, если они не вступают в непосредственный контакт друг с другом. Кулон был убеждён, что промежуточная среда, т. е. «пустота» между зарядами никакого участия во взаимодействии не принимает.
Такая точка зрения, несомненно, была навеяна впечатляющими успехами ньютоновской теории тяготения, блестяще подтверждавшейся астрономическими наблюдениями. Однако сам Ньютон писал: «Непонятно, каким образом неодушевлённая косная материя, без посредства чего-либо иного, что нематериально, могла бы действовать на другое тело без взаимного прикосновения».
В 30-е годы XIX века английским естествоиспытателем М. Фарадеем была введена в физику идея поля как материальной среды, посредством которой осуществляется любое взаимодействие пространственно удалённых тел. М. Фарадей считал, что «материя присутствует везде, и нет промежуточного пространства, не занятого ею». Фарадей развил последовательную концепцию электромагнитного поля, основанную на идее конечной скорости распространения взаимодействия. Законченная теория электромагнитного поля в строгой математической форме была через 30 лет развита другим английским физиком, Дж. Максвеллом.
По современным представлениям электрические заряды наделяют окружающее их пространство особыми физическими свойствами – создают электрическое поле. Основным свойством поля является то, что на находящуюся в этом поле заряженную частицу, действует некоторая сила, т. е. взаимодействие электрических зарядов осуществляется посредством создаваемых ими полей. Поле, создаваемое неподвижными зарядами, не изменяется со временем и называется электростатическим.
Таким образом, электрическое поле представляет собой особый вид материи (отличный от вещества), которое создаётся электрическими зарядами и которое обнаруживается по действию на электрические заряды. Более подробно взаимодействие электрических зарядов и электрические поля, создаваемые зарядами, будут рассмотрены в десятом классе, а мы перейдём к изучению вопросов, связанных с электрическим током.
Помогите с физикой,пожалуйста))) 11 класс))
1. Чем обусловлено взаимодействие электрически заряженных тел? В каком случае это притяжение,а в каком-отталкивание?
2. Что такое электризация тел? Как можно наэлектризовать тела?
3. как связаны направление электрического тока и направление движения электронов в металле?
4. атомы металлов,вступая в химические реакции, сравнительно легко отдают электроны. какими ионами они при этом становятся-положительными или отрицательными?
Голосование за лучший ответ
Ответ на 4 вопрос. Так как атом отдает электрон он стан-ся положительным
Электризация тел при соприкосновении. Взаимодействие заряженных тел
На этом уроке мы познакомимся с явлением электризации. На этом уроке мы познакомимся с явлением электризации. Что называется электризацией, чем обусловлено это явление и как его можно объяснить.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет.
Получите невероятные возможности
1. Откройте доступ ко всем видеоурокам комплекта.
2. Раздавайте видеоуроки в личные кабинеты ученикам.
3. Смотрите статистику просмотра видеоуроков учениками.
Получить доступ
Конспект урока «Электризация тел при соприкосновении. Взаимодействие заряженных тел»
Наверное, все замечали, что шерстяные вещи, такие, как свитер, например, иногда приобретают способность притягивать к себе волосы или маленькие кусочки бумаги. Чаще всего это случается после соприкосновения с синтетическим материалом, который используют для внутренней стороны зимних курток. То же самое происходит и с волосами, когда мы снимаем шапку. Подобными свойствами обладают и другие вещества, такие, как стекло, эбонит, мех и т.д.
Такие явления люди начали называть электрическими, а тела — наэлектризованными.
Наэлектризованным телом называется то тело, которое обладает электрическим зарядом. Опыты показывают, что при соприкосновении, заряд частично передаётся от одного тела к другому. Однако, также было замечено, что наэлектризованные тела не только притягиваются, но и отталкиваются друг от друга в определённых случаях. Это можно объяснить тем, что существуют заряды разного рода и, соответственно, они по-разному взаимодействуют с одним и тем же телом. После тщательно проведённых исследований, выяснялось, что существует заряды двух родов, которые условились называть положительными и отрицательными.
Было установлено, что заряды одинакового рода отталкиваются, а заряды разного рода притягиваются.
Задача 1. Два тела отталкиваются друг от друга. Что можно о них сказать?
Поскольку отталкиваются заряды одинакового рода, можно сделать вывод, что либо оба обладают положительными зарядами, либо оба тела обладают отрицательными зарядами.
Задача 2. К телу поочерёдно поднесли две палочки из разного материала. В одном случае тело отталкивало палочку, а в другом — притягивало. Какой из этого можно сделать вывод?
Палочки продемонстрировали взаимодействие разного рода с одним и тем же телом. Следовательно, палочки имеют заряды разного рода.
Задача 3. Проводя опыт, два ученика использовали по два заряженных шарика. В обоих случаях шарики оттолкнулись. После этого ученики выбрали три из этих четырёх шариков случайным образом. Могут ли все три шарика иметь разные заряды? Могут ли все три шарика иметь одинаковые заряды? Может ли случится так, что какие-то два из этих шариков начнут притягиваться?
Заметим сразу, что существует всего два рода зарядов, поэтому три шарика никак не могут иметь разные заряды. Итак, мы знаем, что каждая из пар шариков отталкивалась, т.е. в каждой паре шарики были одинаково заряжены. Значит, есть вероятность, что они все были положительно заряжены или все были отрицательно заряжены. Поэтому, три случайно выбранных шарика могли иметь одинаковый заряд. Но, ведь, могло случиться и так, что у одного ученика было два положительно заряженных шарика, а у другого — два отрицательно заряженных шарика. В этом случае, какие бы шарики они ни выбрали, один из них имел бы заряд, противоположный двум другим. Поэтому, в этом случае, они бы начали притягиваться.