Работа электростатического поля

Электростатическое поле потенциально

2. Вам хорошо известно, что все тела притягиваются друг к другу. Это взаимодействие называют гравитационным, оно характеризуется гравитационной силой или силой тяжести. Гравитационное взаимодействие так же, как и электростатическое, осуществляется посредством поля. Вокруг тела существует гравитационное поле, которое действует на другое тело. Вы знаете, что при перемещении тела между двумя точками в гравитационном поле работа силы тяжести не зависит от формы траектории его движения. Поле, работа сил которого не зависит от формы траектории, называют потенциальным. В § 48 проводилась аналогия между гравитационным и электрическим взаимодействиями. Можно провести аналогию между гравитационным и электростатическим полями: они оба потенциальные.

Потенциальная энергия электростатического поля

3. Работа потенциального поля — и гравитационного, и электростатического — равна разности потенциальной энергии тела в его начальном и конечном состояниях.

А = W₁ - W₂,

где W₁ — потенциальная энергия тела в начальном состоянии, W₂ — в конечном.

Потенциальная энергия электростатического поля, как и гравитационного, величина относительная и зависит от выбора начала отсчёта. Если за начало отсчёта движения заряда в однородном электростатическом поле принять положение 1 (см. рис. 158), то потенциальная энергия этого поля равна:

W = qEd.

Вопросы для самопроверки

1. Зависит ли работа сил электростатического поля от траектории движения заряда?

2. Как вы понимаете утверждение о том, что электростатическое поле потенциально?

3. Чему равна работа по перемещению заряда в электростатическом поле?

4. В чём проявляется аналогия электростатического и гравитационного полей?

5. Как связано изменение потенциальной энергии заряда в электростатическом поле с работой сил этого поля?

Упражнение 37

1. Сравните работу электростатического поля, образованного заряженными пластинами, при перемещении заряда q по контуру А и контуру В (рис. 159).

Рис. 159

2. Заряд, равный -5 • 10^-7 Кл, переместили в однородном электростатическом поле напряжённостью 2 • 10³ Н/Кл на 10 см в направлении линий напряжённости. Чему равна работа, совершённая при перемещении заряда?

Ответы

2. 10^-4 Дж.

<<< К началу