|
|
|
|
|
Глава 14. Электростатика
§ 93. Потенциальная энергия заряженного тела в однородном электростатическом поле (окончание)Теперь получим формулу для потенциальной энергии заряда, находящегося в поле точечного заряда. Изменение потенциальной энергии заряда q0 при перемещении из точки 1 в точку 2 в неоднородном поле неподвижного точечного заряда q равно работе консервативной силы, взятой с обратным знаком:
Если считать, что в бесконечно удалённой точке потенциальная энергия равна нулю (при r2 → ∞ Wп2 — 0), то потенциальная энергия заряда q0 в некоторой точке, находящейся на расстоянии r от точечного заряда q, создающего поле: Отметим, что формула (14.14) подобна формуле Wп = mgh для потенциальной энергии тела. Но заряд q в отличие от массы может быть как положительным, так и отрицательным. Если поле совершает положительную работу, то потенциальная энергия заряженного тела при его свободном перемещении в поле в точку 2 уменьшается: ΔWп < 0. Одновременно согласно закону сохранения энергии растёт его кинетическая энергия. И наоборот, если работа отрицательна (например, при свободном движении положительно заряженной частицы в направлении, противоположном направлению вектора напряжённости поля Е; это движение подобно движению камня, брошенного вверх), то ΔWп > 0. Потенциальная энергия растёт, а кинетическая энергия уменьшается; частица тормозится.
Это — свойство полей консервативных сил.
Вопросы к параграфу 1. Как связано изменение потенциальной энергии заряженной частицы с работой электрического поля? 2. Чему равна потенциальная энергия заряженной частицы в однородном электрическом поле? Образцы заданий ЕГЭ A 1. В неоднородном электростатическом поле перемещается положительный заряд из точки 1 в точку 2 по разным траекториям. В каком случае работа сил поля меньше?
1) I 2) II 3) III 4) работа сил электростатического поля по траекториям I, II, III одинакова
|
Потенциальная энергия прямо пропорциональна заряду q0, внесённому в поле.
|
|