Электрический заряд
В этом разделе изучается одна из сторон единого электромагнитного поля — электростатическое поле неподвижных зарядов. В основе такого рассмотрения лежит установленный экспериментально закон Кулона, идея близкодействия и принцип суперпозиции электростатических полей.
4) Электрический заряд – дискретен, т.е. заряды всех тел и частиц, вступающих в электрические взаимодействия, состоят из целого числа элементарных зарядов. В природе в свободном состоянии существуют частицы, имеющие минимальный по модулю заряд, равный . Поэтому
Где Применяется Закон Сохранения Электрического Заряда
электрическая постоянная 8,85*10^-12 Ф/м, =k – коэффициент пропорциональности =9*10^9 м/Ф. Точечный заряд – это заряд сосредоточенный в теле, линейные размеры которого пренебрежительно малы по сравнению с расстоянием до др. заряженных тел с которыми они взаимодействуют. Если заряд находится в диэлектрической среде, то в формулу силы взаимодействия добавляется в знаменатель — диэлектрическая проницаемость среды(безразмерная величина показывающая во сколько раз сила взаимодействия в этой среде меньше чем в вакууме).
Электрич. Заряд (q=N*e) характеризует способность тел или частиц электрически взаимодействовать (Кл). 1Кл -это такой эл.заряд, который протекает в проводнике через поперечное сечение при силе тока в 1А за 1с. 1Кл=1А*1с. Носителем элементарного электрич. отрицательного заряда является электрон е=1,6*10^-19 Кл. Свойства электрич. заряда: 1)существует в 2-х видах: положит. и отрицат.(одноименные отталкиваются, разноименные притягив-ся).2)инвариантен(не зависит от системы отсчета).3)дискретен.4)аддитивен(заряд любой системы тел равен сумме зарядов тел, входящих в систему).5)подчиняется закону сохранения заряда. Закон сохранения заряда— алгебраическая сумма эл.зарядов любой замкнутой системы остается постоянной. Замкнутой называется система если она не обменивается зарядами с внешними телами. Закон Кулона: Сила взаимодействия между 2-мя неподвижными точечными зарядами находящимися в вакууме пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Что такое закон сохранения электрического заряда
Существующие в настоящее время теории о строении микромира утверждают, что носитель заряда – электрон, является одной из самых стабильных частиц. Энергия не может исчезнуть: во всей Вселенной происходит лишь ее преобразование. Таким образом, выполняется закон сохранения электрического заряда. Предположим, что электрон в некоторых условиях может делиться на другие, составляющие его частицы (к примеру, фотон и неуловимую нейтрино), с соответствующим суммарным зарядом. Однако до сих пор официальная наука отрицает подобную возможность, так как практические опыты (а они проводились неоднократно) не увенчались успехом. Недаром говорят, что электрон неделим, он неисчерпаем…Теоретическое время существования данной частицы составляет не менее 10 в степени 22.
Как известно из школьного курса физики, в процессе электризации тел выполняется закон сохранения электрических зарядов. На первый взгляд может показаться, что знание этого факта слишком абстрактно, чтобы сталкиваться с ним в повседневной жизни. Давайте же сегодня поговорим о том, так ли это на самом деле, и где можно встретить закон сохранения электрического заряда.
Урок в 10 классе по теме Электродинамика
Электромагнитные взаимодействия занимают 1 место по широте и разнообразию проявлений (слайд 3). В повседневной жизни и технике мы чаще всего встречаемся с различными видами электромагнитных сил. Это силы упругости, трения, силы наших мышц и мышцы различных животных.
Все элементарные частицы имеют массу и поэтому притягиваются согласно закону всемирного тяготения, причём сила убывает, обратно пропорционально квадрату расстояния. Некоторые элементарные частицы взаимодействуют с силой, которая также убывает обратно пропорционально квадрату расстояния, но во много раз превосходит силу тяготения.
Билет 1
9 Задача на применение закона сохранения энергии С какой начальной скоростью v0 надо бросить вниз мяч с высоты 2 м, чтобы он подпрыгнул на высоту 4 м? Считать удар о землю абсолютно упругим. Дано: h 1 = 2 м h 2 = 2 м v 0? 1-е состояние: 2-е состояние: По закону сохранения энергии: Е 1 = Е 2 Ответ: v 0 = 6,3 м/с
3 Билет 3 Задача на применение первого закона термодинамики Какое количество теплоты потребуется, чтобы изобарно увеличить температуру 2 моль идеального газа с 20 до 120 С? Дано: V = 2 моль t 1 = 20 C Т 1 = 293 К t 2 = 120 С Т 2 = 393К По первому закону термодинамики: Изменение внутренней энергии По уравнению Менделеева Клапейрона: Вычтем из (2) уравнение (1), получим: Подставим полученное выражение в первый закон термодинамики: Ответ: Q = 4155 Дж.
Электрические заряды
Электрические заряды присущи многим элементарным частицам, в частности, электронам и протонам, входящим в состав различных атомов, из которых построены все тела в природе. Следует, однако, отметить, что согласно современным представлениям сильновзаимодействующие частицы – адроны (мезоны и барионы) – построены из так называемыхкварков – особых частиц, несущих дробный заряд. В настоящее время известно шесть видов кварков — u, d, s, t, b и c – по первым буквам слов: up-верхний, down-нижний, side-way-боковой (или strange-странный), top-вершинный, bottom — крайний и charm-очарованный. Эти кварки разбиваются на пары: (u,d), (c,s), (t,b). Кварки u, c, t имеют заряд +2/3, а заряд кварков d, s, b равен – 1/3. Каждому кварку соответствует свой антикварк. Кроме того, каждый из кварков может находиться в одном из трех цветных состояний (красном, желтом и синем). Мезоны состоят из двух кварков, барионы – из трех. В свободном состоянии кварки не наблюдаются. Это позволяет считать, что элементарным зарядом в природе является все же целочисленный заряд е, а не дробный заряд кварков. Заряд макроскопических тел образуется совокупностью элементарных зарядов и является, таким образом, целым кратным е.
В природе имеется два рода электрических зарядов, условно названных положительными и отрицательными. Исторически положительными принято называть заряды, подобные тем, которые возникают при натирании стекла о шелк; отрицательными – заряды, подобные тем, которые возникают при натирании янтаря о мех. Заряды одного знака отталкиваются друг от друга, заряды разных знаков – притягиваются (рис.1.1).
Закон сохранения электрического заряда
Тела в природе могут приобретать электрический заряд. Процесс приобретения электрического заряда называют электризацией. Электризацию можно реализовывать различными способами: трением, при помощи электростатической индукции и т. д. Однако, любой процесс получения телом заряда является разделением зарядов. При этом одно тело или его часть получает избыточный положительный заряд, а другое тело (его часть) имеет при этом избыточный отрицательный заряд. Сумма заряда обоих знаков, которую содержат тела, не изменяется, заряды только испытывают перераспределение.
При соединении заряженного проводника с незаряженным, заряд перераспределяется между обоими телами. Допустим, что одно тело несет отрицательный заряд, его соединяют с незаряженным телом. Электроны заряженного тела под воздействием сил взаимного отталкивания переходят на незаряженное тело. При этом заряд первого тела уменьшается, заряд второго увеличивается, до тех пор пока не наступит равновесие.
Где Применяется Закон Сохранения Электрического Заряда
• Два одинаковых проводника, несущие электрические заряды соответственно q и –2 q . приведены в соприкосновение. Каков заряд каждого проводника после соприкосновения? Соответствует ли ответ закону сохранения электрического заряда?
Электрический заряд как раз и относится к категории консервативных характеристик замкнутых систем. Алгебраическая сумма положительных и отрицательных электрических зарядов — чистый суммарный заряд системы — не изменяется ни при каких обстоятельствах, какие бы процессы в системе ни происходили.
Закон сохранения электрического заряда
При этом появляется некий вид излучения и определенная энергия. В обратном случае, когда под влиянием некоего излучения и потреблением энергии рождаются заряженные частицы, то они тоже рождаются только парой: положительная и отрицательная.
В телах, которые находятся в покое и электрически нейтральны, заряды противоположных знаков равны по величине и взаимно компенсируют друг друга. Когда происходит электризация одних тел другими, заряды переходят с одного тела на другое, однако их общий суммарный заряд остается прежним.
Электрический заряд Квантование и закон сохранения заряда
Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда:
Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.
Задача на применение закона сохранения массового числа и электрического заряда
Из этих примеров видно, что всегда надо указать тело, относительно которого рассматривается движение, его называют телом отсчета. Система координат, тело отсчета, с которым она связана, и выбранный способ измерения времени образуют систему отсчета.
Все физические величины, характеризующие движение тела (скорость, ускорение, перемещение), а также вид траектории, могут изменяться при переходе из одной системы к другой, т. е. характер движения зависит от выбора системы отсчета, в этом и проявляется относительность движения. Например, в воздухе происходит дозаправка самолета топливом. В системе отсчета, связанной с самолетом, другой самолет находится в покое, а в системе отсчета, связанной с Землей, оба самолета находятся в движении. При движении велосипедиста точка колеса в системе отсчета, связанной с осью, имеет траекторию, представленную на рисунке 1.
Электрический заряд
Существует два типа зарядов: положительные и отрицательные.
Если тело имеет одинаковое количество разноименных зарядов, то оно электрически нейтрально – не заряжено. При избытке положительных зарядов тело заряжено положительно, избыток отрицательных зарядов ведет к отрицательно заряженному телу.
Существует наименьший заряд в природе – заряд электрона
(отрицательный заряд), который называется элементарным зарядом: , где N — число элементарных зарядов. Это означает, что заряд – дискретная величина.
Где Применяется Закон Сохранения Электрического Заряда
Закон сохранения заряда имеет глубокий смысл. Если число заряженных элементарных частиц не изменяется, то выполнение закона сохранения заряда очевидно. Но элементарные частицы могут превращаться друг в друга, рождаться и исчезать, давая жизнь новым частицам. Однако во всех случаях заряженные частицы рождаются только парами с одинаковыми по модулю и противоположными по знаку зарядами. Исчезают заряженные частицы, превращаясь в нейтральные, тоже только парами. Во всех случаях сумма зарядов изолированной системы остается одной и той же.
Опыт с электризацией пластин доказывает, что при электризации трением происходит перераспределение имеющихся зарядов между нейтральными в первый момент телами. Небольшая часть электронов переходит с одного тела на другое. Новые заряженные частицы не возникают, а существовавшие ранее не исчезают. Алгебраическая сумма положительных и отрицательных зарядов тел равна нулю.
Закон сохранения электрического заряда
? 13. На рисунке 50.7 изображено положение двух закрепленных одинаковых положительных точечных зарядов q. Перенесите рисунок в тетрадь и обозначьте на нем точки, в которых равнодействующая сил, приложенных со стороны данных зарядов к отрицательному заряду:
а) равна нулю;
б) направлена (на чертеже) вверх;
в) направлена (на чертеже) вниз.
? 14. На рисунке 50.8 изображена равнодействующая сил, действующих на положительный заряд в точке С со стороны зарядов, находящихся в точках А и В. Перенесите рисунок в тетрадь.
а) Постройте линии, вдоль которых направлены силы, действующие на заряд, помещенный в точке С, со стороны зарядов в точках А и В.
б) Представьте силу f_vec как векторную сумму двух сил, одна из которых направлена вдоль линии АС, а другая – вдоль линии ВС.
в) Определите знаки зарядов, находящихся в точках А и В.
г) Модуль какого из зарядов (А или В) больше? Во сколько раз больше?
Закон сохранения электрического заряда
«Определение поверхностного натяжения» — Мыльные пузыри различного размера. Длина проволоки. Виртуальная лабораторная работа. Коэффициент поверхностного натяжения. Как соединяются мыльные пузыри. Какие силы действуют вдоль поверхности жидкости. Отношение к материалу урока. Сферическая поверхность. Выдуть мыльные пузыри. Поверхностное натяжение. Процесс образования мыльных пузырей. Коррекция знаний. Проблемный опыт. Форма пузыря. Результаты исследования.
«Использование атома» — Мирный атом на благо человечества. Реактор МИФИ. Мирный «атом». Схема работы атомной электростанции. Радиоизотопная диагностика в медицине. Ядерная медицина. Принцип получения ядерной энергии. «Атом» мирный или военный. Крупнейшие АЭС России. Атомный ледокол.
