Работа по перемещению электрического заряда

Цели урока:

• Продолжить знакомство учащихся с основными свойствами электрического поля

• Развивать логическое мышление в ходе установки взаимосвязи в изучаемых явлениях

• Воспитывать у учащихся умение отстаивать свою точку зрения на изучаемые темы

1. Беседа по слайдам презентации прошлого урока.

2. Работа с новым материалом.

Вычислим работу при перемещении электрического заряда в однородном электрическом поле с напряженностью . Если перемещение заряда происходило по линии напряженности поля на расстояние (рис. 134), то работа равна

A = F_э(d₁ - d₂) = qE(d₁ - d₂), (39.1)

г де d₁ и d₂ — расстояния от начальной и конечной точек до пластины В.
   В механике было показано, что при перемещении между двумя точками в гравитационном поле работа силы тяжести не зависит от траектории движения тела. Силы гравитационного и электростатического взаимодействия имеют одинаковую зависимость от расстояния, векторы сил направлены вдоль прямой, соединяющей взаимодействующие точечные тела. Отсюда следует, что и при перемещении заряда в электрическом поле из одной точки в другую работа сил электрического поля не зависит от траектории его движения.
   Этот вывод подтверждается самыми точными экспериментами.
   При изменении направления перемещения на 180° работа сил электрического поля, как и работа силы тяжести, изменяет знак на противоположный. Если при перемещении заряда q из точки В в точку С силы электрического поля совершили работу А, то при перемещении заряда q по тому же самому пути из точки С в точку В они совершают работу — А. Но так как работа не зависит от траектории, то и при перемещении по траектории CKB тоже совершается работа — А. Отсюда следует, что при перемещении заряда сначала из точки В в точку С, а затем из точки С в точку В, т. е. по замкнутой траектории, суммарная работа сил электростатического поля оказывается равной нулю (рис. 135).

 Работа сил электростатического поля при движении электрического заряда по любой замкнутой траектории равна нулю.
   Поле, работа сил которого по любой замкнутой траектории равна нулю, называется потенциальным полем. Гравитационное и электростатическое поля являются потенциальными полями.