Однородное электрическое поле.
Электрическое поле, векторы напряженности которого одинаковы во всех точках, называется однородным.Однородным можно считать, например, поле в середине пространства между заряженными пластинами, так как у краев пластины векторы Е в различных точках поля оказываются неодинаковыми.
Тема 7.3 Работа, совершаемая силами электрического поля при перемещение заряда. Потенциал.Разность потенциала, напряжение. Связь между напряженностью и разностью потенциалов.
Работа электрических сил при перемещении заряда q в однородном электрическом поле.Вычислим работу при перемещении электрического заряда в однородном электрическом поле с напряженностью Е. Если перемещение заряда происходило по линии напряженности поля на расстояние ∆d = d1 —d2 (рис. 134), то работа равна
А = Fэ(d 1 —d2) = qE(d1 — d2), где d1 и d2 — расстояния от начальной и конечной точек до пластины В.
Пусть заряд q находится в точке В однородного электрического поля.
Из курса механики известно, что работа равна произведению силы на перемещение и на косинус угла между ними. Поэтому работа электрических сил при перемещении заряда q в точку С по прямой ВС выразится следующим образом:
Так как ВС • cos α = BD, то получим, что АBC = qE·BD.
Pабота сил поля при перемещении заряда q в точку С по пути BDС равна сумме работ на отрезках BD и DC, т.е. 
Поскольку cos 90° = 0, работа сил поля на участке DC равна нулю. Поэтому
.
Следовательно:
а) когда заряд перемещается по линии напряженности, а затем перпендикулярно к ней, то силы поля совершают работу только при перемещении заряда вдоль линии напряженности поля.
б) В однородном электрическом поле работа электрических сил не зависит от формы траектории.
в) Работа сил электрического поля по замкнутой траектории всегда равна нулю.
Потенциальное поле.Поле, в котором работа не зависит от формы траектории, называется потенциальным.Примерами потенциальных полей являются поле тяготения и электрическое поле.
Потенциальная энергия заряда.
Когда заряд перемещается в электрическое поле из точки 1, где его потенциальная энергия была W1 ,в точку 2, где его энергия оказывается равной W2, то работа сил поля :
А12 = W1 - W2 = - (W1 - Wt) = -ΔW21 (8.19)
где ΔW21 = W2 - Wt представляет собой приращение потенциальной энергии заряда при его перемещении из точки 1 в точку 2.
Потенциальная энергия заряда, находящегося в какой-либо точке поля, будет численно равна работе, совершаемой силами при перемещении данного заряда из этой почки в бесконечность.
Потенциал электростатического поля -физическая величина, равная отношению потенциальной энергии электрического заряда в электрическом поле к заряду. Он является энергетической характеристикой электрического поля в данной точке.Потенциал измеряется потенциальной энергией одиночного, положительного заряда, находящегося в заданной точке поля к величине этого заряда 
а) Знак потенциала определяется знаком заряда, создающего поле, поэтому потенциал поля положительного заряда уменьшается при удалении от него, а потенциал поля отрицательного заряда — увеличивается.
б) Поскольку потенциал является величиной скалярной, то, когда поле создано многими зарядами, потенциал в любой точке поля равен алгебраической сумме потенциалов, созданных в этой точке каждым зарядом в отдельности. 
Разность потенциалов. Работу сил поля можно выразить с помощью разности потенциалов. 
Разность потенциалов Δφ =(φ1 - φ2) есть не что иное, как напряжение между точками 1 и 2, поэтому обозначается U12 .
1 вольт– это такое напряжение (разность потенциалов) между двумя точками поля, при котором, перемещая заряд в 1 Кл из одной точки в другую, поле совершает работу в 1 Дж.
Эквипотенциальные поверхности.Во всех точках поля, находящихся на расстоянии r1 от точечного заряда q, потенциал φ1 будет одинаковый. Все эти точки находятся на поверхности сферы, описанной радиусом r1 из точки, в которой находится точечный заряд q.
Поверхность, все точки которой имеют одинаковый потенциал, называется эквипотенциальной.
Эквипотенциальными поверхностями поля точечного электрического заряда являются сферы, в центре которых расположен заряд (рис. 136).
Эквипотенциальные поверхности однородного электрического поля представляют собой плоскости, перпендикулярные линиям напряженности (рис. 137).
При перемещении заряда вдоль этой поверхности работа не совершается.
Линии напряженности электрического поля всегда нормальны к эквипотенциальным поверхностям. Это означает, что работа сил поля при перемещении заряда по эквипотенциальной поверхности равна нулю.
Связь между напряженностью поля и напряжением.Напряженность однородного поля численно равна разности потенциалов на единице длины линии напряженности:
Тема 7.4 Проводники в электрическом поле. Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектриков.Распределение зарядов в проводнике, внесенном в электрическое поле. Электростатическая защита. Пьезоэлектрический эффект.
Проводники— вещества, хорошо проводящие электрический ток. В них всегда имеется большое количество носителей зарядов, т.е. свободных электронов или ионов. Внутри проводника эти носители зарядов движутся хаотически.
Если проводник (металлическую пластинку) поместить в электрическое поле, то под действием электрического поля свободные электроны перемещаются в сторону действия электрических сил. В результате смещения электронов под действием этих сил на правом конце проводника возникает избыток положительных зарядов, а на левом — избыток электронов, поэтому между концами проводника возникает внутреннее поле (поле смещенных зарядов), которое направлено против внешнего поля. Перемещение электронов под действием поля происходит до тех пор, пока поле внутри проводника не исчезнет совсем.
Наличие свободных электрических зарядов в проводниках можно обнаружить в следующих опытах. Установим на острие металлическую трубу. Соединив проводником трубу со стержнем электрометра, убедимся в том, что труба не имеет электрического заряда.
Теперь наэлектризуем эбонитовую палочку и поднесем к одному концу трубы (рис. 138). Труба поворачивается на острие, притягиваясь к заряженной палочке. Следовательно, на том конце трубы, который расположен ближе к эбонитовой палочке, появился электрический заряд, противоположный по знаку заряду палочки.
Электростатическая индукция.Когда проводник попадает в электрическое поле, то он электризуется так, что на одном его конце возникает положительный заряд, а на другом конце такой же по величине отрицательный заряд. Такая электризация называется электростатической индукцией.
а) Если такой проводник удалить из поля, его положительные и отрицательные заряды вновь равномерно распределятся по всему объему проводника и все его части станут электрически нейтральными.
б) Если же такой проводник разрезать на две части, то одна часть будет иметь положительный заряд, а другая отрицательный
При равновесии зарядов на проводнике (при электризации проводника) потенциал всех его точек одинаков и поля внутри проводника нет, а потенциал всех точек проводника одинаков (как внутри него, так ина поверхности). В то же время поле вне наэлектризованного проводника существует, а его линии напряженности нормальны (перпендикулярны) к поверхности проводника. Следовательно, при равновесии зарядов на проводнике его поверхность является эквипотенциальной поверхностью.
Электростатическая защита.Если полый проводник поместить в электрическое поле или наэлектризовать соприкосновением с заряженным телом, то поле внутри полости существовать не будет. На этом основана электростатическая защита.Если какой-либо прибор поместить в металлический футляр, то внешние электрические поля проникать внутрь футляра не будут, т.е. работа и показания такого прибора не будут зависеть от наличия и изменения внешних электрических полей.
Плотность зарядов на выступах и на остриях проводника. Заряд распределяется равномерно только по поверхности проводника сферической формы. При произвольной форме проводника поверхностная плотность зарядов,а значит, и напряженность поля вблизи поверхности проводникабольше там, где больше кривизна поверхности. Особенно велика плотность зарядов на выступах и на остриях проводника.