Трофимова Т.И., Павлова З.Г. - Сборник задач по курсу физики с регениями (1092346), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Электростатическое поле направлено вертикально вверх, и его напряженносзь Е = 4 кв!см. Дваточечныхзарада 01 = 4 нКли 0г ---2 иКлнаходятсядругот друга на расстоянии 60 см. Определите напряженность Е поля в точке, лежащей посередине между зарядами. Чему равна напряженность, если второй заряд положительный? ~0,! Г 4лво (112) ((0:~ ~0 ~) Е = Е, — Е = (!ЯН0г!). 4лео 1 ОтВЕт Е,=О,б В?м; Ег=О,2 кВ? пр д лите напряженность поля, создаваемого диполем с электрическим моментом р = 1 нКл м на расстоянии г = 25 см от центра диполя в направлении, перпендикулярном оси диполя. ОИЫЕ/И Ф = 339 В м.
ОИИЕгИ Е = 2,14 кВ/м. !а! 4леогз Ез Д 2 4Д 5лева /5 5з/5лсоа сока =— аз /5 а+- 4 1) Е, = 0; 2) Е =10,3 кВ/м. <гог~ (203,/ Определите напряженность электростатического поля в точке А, расположенной вдоль прямой, соединяющей заряды Я = 10 нКл и Я = -8 нКл и находящейся на расстоянии г = 8 см от отрицательного заря- да, Расстояние между зарядами / = 20 см. !а,! 4лкаг 2) Е=Е +Ег Е=Е~+Ез Е|= 1а! 4лео(/ — г) ОИЫИИ 1) Е=10,1 кВ/м; 2) Е=17,5 кВ/м. На некотором расстоянии от бесконечной равномерно заряженной плоскости с поверхностной плотностью а =- 0,1 нКл/см' расположена круглая пластинка.
Плоскость пластинки составляет с линиями напряженности угол 30'. Определите поток Фь. вектора напряженности через эту пластинку, если ее радиус г равен! 5 см. Определите поток Фв вектора напряженности электростатического поля через сферическую поверхность, охватывающую точечные заряды Я =5 иКли Дз =-2 нКл. Расстояние / между зарядами Д = +2 нКл равно 20 см. Определите напряженность Е поля, созданного этими зарядами в точке, находяшейся на расстоянии й =15 см от первого и г = 10 см от второго заряда.
В вершинах квадрата со стороной 5 см находятся одинаковые положительные заряды Д = 2 нКл. Определите напряженность электростатического поля: 1) в центре квадрата; 2) в середине одной из сторон квадрата. Отевт = 8,85 мкКл/и'. Д=- )ЙД=г 2лт, ЙЕ, =бЕсова, а дД г)3/г ' Ответ 1) 113 В/м; 2) 339 В/м. и сова = —, //' цЕг = дЕв)па, Ответ е, =2,83 кв/, Элементарный заряд е = 1,6 1О ' Кл Отевт и = 1,77 нКл/м'. Кольцо радиусом г = 5 см из тонкой проволоки равномерно заряжено с линейной плотностью г =!4 иКл/м. Определите напряженность поля на осн, проходящей через центр кольца, а точке, удаленной на расстоянии а = 10 см от центра кольца. б0 60 г Г~ 4лооА' 4леоч'а" + гг 0 А ! "4лео1а +г~)В/~ 4лео/а +гг)з/г Определите поверхностную плотность заряда, создающего вбли- зи поверхности Земли напряженность Е = 200 В/м.
Под действием электростатического поля равномерно заряженной бесконечной плоскости точечный заряд Д = 1 нКл переместился в/)ель силовой линии на расстояние г = 1 см; при этом совершена работа 5 мкДж. Определите поверхностную плотность заряда на плоскости. Электростатическое поле создается двумя бесконечными параллельными плоскостями, заряженными равномерно одноименными зарядами с поверхностной плотностью соответственно о, = 2 нКл/м' и ог = 4 нКл/м'. Определите напряженность электростатического поля: 1) меж- ду плоскостями; 2) за пределами плоскостей. Постройте график изменения напряженности вдоль линии, перпендикулярной плоскостям. ° ° ° ° ° ° ° и ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° о ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Осноенвге физические постоянные Масса покоя электрона «г, = 9,11 10 " кг Удельный заряд электрона е//л, =1,76 10п Кл/кг Электрическая постоянная во = 8,85.10 ' Ф/м 1/(4лоо) = 9 10 м/Ф Магнитная постоянная /го = 4л 10 Гн/м 1) Е, =!69 В/м; 2) Е -5б5 В/ г=Р Ет 4пР = —, 0 еа 2 0 ,1 Е2' г >Д Е ° 4л~ ЕЛ 2 м ео < 206) Электростатическое поле создается двумя бесконечными параллельнымн плоскостями, заряженными равномерно разноименны.
ми зарядами с поверхностной плотностью о~ --1 нКл/м' и п = 2 иКл/м'. Оп- 2 ределите напряженность электростатического поля: 1) между плоскостями, 2) за пределами плоскостей. Постройте график изменения напряженности поля вдоль линии, перпендикулярной плоскостям. На металлической сфере радиусом 15 см находится заряд Д = 2 нКл. Определите напряженность Е электростатического поля: 1) на расстоянии й =10 см от центра сферы;2) наповерхностнсферы; 3) нарасстоянии гз = 20 см от центра сферы.
Постройте график зависимости Е/г). Отевт Е~ = 0 Ег = 800 В/м, Еэ = 450 В/м. Поле создано двумя равномерно заряженными концентрическимисферамирадиусами Я, =5 сми Ез —— 8 см. Зарядысферсоот- вртственно равны Я = 2 нКл и Дз = -1 нКл. Определите напряженность электр~статического поля в точках, лежаШнх от центра сфер на расстояниях: 1) 0 =3 см; 2) хз = б см; 3) гз =1О см. Постройте график зависимости Е(г). Отевт Е, =О, Ез — — 5 кВ/м, Е, =0,9 кВ/м. Шар радиусом Я=10 см заряжен равномерно с объемной плотностью р — 10 нКл/м'.
Определите напряженность электростатического поля: 1) на расстоянии й = 5 смотцентрашара; 2) нарас- стоянии гз = 15 см от центра шара. Построй- те зависимость Е(г) . ОтВЕт Е1 =18,8 В/м, Ез =1б,7 В/м. Ответ е- ' =3б в/ . 2л "ео РЕШЕНиЕ лееегз г! + Гз Е1 + гз ле,ег,, 2леегз 2 3еегз Я 2 твет 1) е,=о; 3) Ез = 25,1 В/м; 4) см. рисунок.
Фарфоровый шар радиусом Я=10 см заряжен равномерно с объемнойплотностью р=15 нКл/м'. Определнтенапряженность электростатического поля: 1) на расстоянии й = 5 см от центра шара; 2) на поверхности шара; 3) на расстоянии гз = 15 см от центра шара. Постройте гра- фик зависимости ЕЯ. Диэлектрическая проницаемость фарфора е = 5. Отевт 1) Е, =5,б5 В/м; 2) Е -11,3 В/м(для г ~ Н); Ея =56,5 В/м(для г ~ Я); Длинный прямой провод, расположенный в вакууме, несет заряд, равномерно распределенный по всей длине провода с линейной плотностью 2 нКл/м. Определите напряженность Е электростатического поля на расстоянии г = 1 м от провода. Внутренний цилиндрический проводник длинного прямолинейного коаксиального провода радиусом Е, = 1,5 мм заряжен с лнней- ной плотностью т1 = 0,20 нКл/м.
Внешний цилиндрический проводник этого провода РалиУсом Н, = 3 мм заРЯжен с линейной плотностью тз =-0,15 нКл/м. Пространство между проводниками заполнено резиной ( е = 3 ). Определите напряженность электростатического поля в точках, лежаших от оси провода на расстояниях: 1) й =1 мм; 2) гз = 2 мм; 3) Вз -— 5 мм. 2) Ез = 800 В/м; 3) Ез = 180 В/м.
бм ~/ад (/$ з 01гдйе)ге (/ = 4,87 мДж. 2лео г 2лео гз дт й и = — 1п — . 'геа гл ОггЫГИ$ и = 16 Мм/с. Электростатическое поле создается положительно заряженной с постоянной поверхностной плотностью дт = 10 нКл/м' бесконечной плоскостью. Какую работу надо совершить для того, чтобы перенести электрон вдоль линии напряженности с расстояния и —— 2 см до гз — — 1 см? Г2 о ео г еп А = )Г бг.= — — )дг = — „(г — гз), 2ео --' о Электростатическое поле создается положительно заряженной бесконечной ншью с постоянной линейной плотностью т = 1 нКл/см. Какую скорость приобретет электрон, приблизившись под действием поля к нити вдоль линии напряженности с расстояния г1 — — 1,5 см до гз = 1 см? Одинаковые заряды Д = 100 нКл расположены в вершинах квадрата со стороной а = 10 см.
Определите потенциальную энергию этой системы. (/ = — + — =- — (4+ з/2) . 1 4Д 1 2Д 1 Д г— 4лео а 4лео а~/2 4лео а В боровской модели атома водорода электрон движется по круговой орбите радиусом г = 52,8 пм, в центре которой находится протон. Определите: 1) скорость электрона на орбите; 2) потенциальную энергию электрона в поле ядра, выразив ее в электрон-вольтах.
0$ПВИРП и = 2,19 Мм/с, (/ = -27,3 зВ. Решение Дано з 2 ) з 2 о4ггса г +и 4леотг г+л ОтВЕт Л= рй см. Зэа=!800 В, !аз -— 805 В. Ответ ! =100 В. 12 4лааг ь) 4леюг )8гайзэ( = —" < 212,> Кольцо радиусом г = 5 см из тонкой проволоки несет равномерно распределенный заряд ь) = 10 нКл. Определите потенциал !р электростатического поля: 1) в центре кольца; 2) на оси, проходяшей через центр кольца, в точке, удаленной на расстояние а = 10 см от центра кольца. На кольце с внутренним радиусом 80 см и внешним — 1 м равно- мерно распределен заряд 10 нКл.
Определите потенциал в центре кольца. Металлический шар радиусом 5 см несет заряд Д = 10 нКл. Определите потенциал р электростатического поля: 1) на поверхности шара; 2) на расстоянии а= 2 см от его поверхности. Постройте график зависимости р(г) . ОтВЕт 1) 1,,=1.8 кв; 2) З,=1,20 «В. Полый шар несет на себе равномерно распределенный заряд. Определите радиус шара, если потенциал в центре шара равен 1р! — — 200 В,а а точке,лежащейотегоцентранарассгоянни г = 50 см, ~рз = 40 В. Электростатическое поле создается положительным точечным зарядом. Определите числовое значение и направление градиента Зотенциала этого поля, если на расстоянии г = 10 см от заряда потенциал ран !а=!00 В. ОтВЕт йгаб р =1 кВ(м, направлен к заряду. Электростатическое поле создается бесконечной плоскостью, заряженной равномерно с поверхностной плотностью а = 5 нКл/м' Определите числовое значение и направление градиента потенциала этого поля ОтВЕт т =12,8 Кл/м Электростатическое поле создается бесконечной прямой нитью заряженной равномерно с линейной плотностью г = 50 пКл/см Определите числовое значение и направление градиента потенциала в точке на расстоянии г = 0,5 м от нити 'х, = — э ОтИЕт йгад!о = 180 В/м, направлен к нити г Х1) зо! — згг =!6,9 В расстояния г! — — 5 см до гг = 2 см в направлении, перпендикулярном нити, рав- на 50 мкДж Д=1 г =5 гг = 2 2лгог 2ггео о г 2лво г ОИЫЕт .=505 Кл/м С214~ 2пвоА т =- Д 1п .— гг Определите линейную плотность бесконечно длинной заряженной нити, если работа сил поля по перемещению заряда 1Э = 1 нКл с Электростатическое поле создастся положительно заряженной бесконечной нитью Протон, двигаясь от нити под действием поля Вдоль линии напряженности с расстояния г! = 1 см до гг = 5 см, изменил свою скорость от 1 до 10 Мзи/с Определите линейную плотность заряда нити и сЯ зк о Электростатическое поле создается бесконечной плоскостью, равномерно заряженной с поверхностной плотностью и = 1 нКл/м' Определите разность потенциалов между двумя точками этого поля, лежащими иа расстоянии х, = 20 см н хг — — 50 см от плоскости 3 М 'а Определите поверхностную плотность зарядов на пластинах плоского сдюданого (е = 7) конденсатора, заряженного до разности погенциазов 1/ = 200 В, если расстояние между его пластинами равно г/ = 0,5 мм Электростатическое поле создается шаром радиусом /! = 8 см, равномерно заряженным с обьемной плотностью р =.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
