 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Работа перемещения заряда. На
положительный точечный заряд q в
электрическом поле с напряжённостью E
действует сила
F = q E. При перемещении заряда на отрезке dl силами поля совершается работа
dA = F dl = q E dl cos (E, dl).
При перемещении заряда q силами электрического поля на произвольном конечном отрезке из точки 1 в точку 2 эта работа равна
.
Рассмотрим перемещение точечного заряда q в поле точечного заряда Q, напряженность поля которого
.
Проекция отрезка dl на направление вектора E (рис. 1.5) есть dr = dl cos (E, dl).
Работа, совершаемая электрическим полем при перемещении заряда q из точки 1 в точку 2, определяется следующим образом:
|
|
Отсюда следует, что работа сил электрического поля не зависит от формы пути, а определяется только начальным и конечным положениями заряда q. Если оба заряда, q и Q, положительны, то работа сил поля положительна при удалении зарядов и отрицательна при их взаимном сближении.
Для электрического поля, созданного системой зарядов Q1, Q2,¼, Qn, работа перемещения заряда q равна алгебраической сумме работ составляющих сил:
.
Таким же образом, как и каждая из составляющих работ, суммарная работа зависит только от начального и конечного положений заряда q.
Циркуляция вектора напряженности электрического поля. Работа, совершаемая силами электрического поля при перемещении единичного положительного заряда по замкнутому контуру длиной l, определяется как циркуляция вектора напряженности электрического поля:
Так как для замкнутого пути положения начальной и конечной точек перемещения заряда совпадают, то работа сил электрического поля на замкнутом пути равна нулю, а значит, равна нулю и циркуляция вектора напряженности, т.е.
.
Равенство нулю означает, что силы электрического поля являются силами консервативными, а само поле - потенциальным.
Вопросы
1) Как доказать, что электростатическое
поле является потенциальным.
2) Напишите выражение для работы, совершаемой силами однородного поля напряженностью Е над зарядом q при его перемещении из точки 1 заданной радиус вектором r1 в точку 2 с радиус вектором r2 по произвольной траектории
