Задачник по физике - Белолипецкий С.Н. (1238768), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Два одинаковых по величине заряда находятся на некотором расстоянии друг от друга. В каком случае напряженность поля в точке, расположенной на половине расстояния между ними, больше: когда заряды одноименные или разноименные? 3.15!. Изобразите картину силовых линий электрического поля, созданного двумя точечными зарядамп: а) +!! и +!?; б) +в и — 9: в) +в и +29; г) +у и — 2!? (д ) О). 3.16!. Расстояние между точечными зарядами !! и пв (п = = 9) составляет Ь = 8 см. На каком расстоянии т от первого заряда находится точка, в которой напряженность поля равна нулю? 3.17 .
В трех вершинах квадрата со стороной а = 40 см находятся одинаковые положительные заряды в = 5 нКл каждый. Ншйдитс напряженность поля Е в четвертой вершине квадрата. 3.18!. В вершинах квадрата АВСР, сторона которого равна а, находятся заряды !?л = ч, чв = — ч, чс = 2Ч; чп = 2ч' Найдите напряженность полз Е в центре квадрата.
3.3 нО'!'Ок ВкктОРл нлнР1!жиннОсти элкктРичкскОГО нОЛ51 105 3.19 . В вершинах равностороннего треугольника АВС со роной и находятся зарядь! 1?л 1? 1?п 211 е?С Найдите напряженность поля Е в центре О треугольника. 3.201. Найдите напряженность электрического поля Е в точке, находящейся посередине ме.кду точечными зарядами и! = 8 нКл и 1?2 = — 6 нКл.
Расстояние между зарядами равно т = 10 см. 3.21 . Напряженность электрического поля„созданного то- 2 чс 1ным зарядом д, в точках А и В равна соответственно ЕЛ = — 36 В/и и Ец = 9 В,'м. Определите напряженность электрического поля в точке С, лежащей посередине между точкамп А и В (см. рисунок). 3.222. Напряженность электрического поля, созданного точечным зарядом д, в точках А и В равна соответственно Ел = = О, 2 кВ,'и и Ен = О, 1 кВ,'и. Определите иапряжешюсть электри'1еского пол21 Р то 1ке С (сы. рисунок). К задаче 3.22 К задаче 3.21 3.23 . В однородном злектри 1еском поле с вектором напряженности Е, направленным вертикально вниз, равномерно вращается шарик массы т с положительным зарядом !1.
подвешенный на нити длины Х,. Угол отклонения нити от вертикали равен о. Определите силу натяжения нити Т и кннетпческую энергию К !парика. 3.242. По кольну радиуса й равномерно распределен заряд 1,1. Определите напряженность электрического поля в пентре кольца, а также в точке, находящейся на расстоянии Ь от пентра кольна на прямой, проходящей через центр кольна и перпендикулярной к его плоскости. 3.253. Имекзтся два точечных заряженных тела с зарядами — д и +Я и массами т и ЛХ соответственно.
На каком расстоянии д друг от друга. должны быть расположены зарядь1, чтобы во внешнем однородном электрическом поле с напряженностью Е, направленной вдоль прямой, проходящей через заряды, они ускорялись как одно целое (т.е. нс изменяя взаимного расположения)? эг!В1('!'Ричкс !'ВО и мл!'нктизм ГЛ. 3 3.3. Поток вектора напряженности электрического поля.
Теорема Гаусса — Остроградского Поток вектора напряженности ЬФВ однородного электри !еского поля сквозь плоский участок поверхности, выделенной в поле, определен соотношением ЬФВ = Е ЬБ = ЕЬЯсоэр = Е ЬЯ = ЕЛЯМ. Здесь Е вектор напряженности электрического поля в точках площадки ЬЯ; !р -- угол, который составляет вектор Е с единичным вектором и; нормальным к площадке .ЬЯ: Е„ Есоэ1р проекция вектора Е на направление и, ЬЯ~ = ЬЯсов~р ." площадь проекции площадки ЬЯ на плоскость, перпендику.!ярную вектору Е. Теоргя!и Гаусса Остроградского: поток вектора напряженности электростатического поля в вакууме сквозь произвольнуто замкнутую поверхность, проведеннук! в поле, пропорпноналсн алгебранчсскоп сумме Е!!,„г„, электрических зарядов, заключенных внутри этой поверхности: 1 ФВ: ! о~~у~р (в СИ)' ев при вычислении Фи векторы нормали к поверхности считаются направленными наружу (так называемая внешняя нормаль).
3.261. Напряженность однородного электрического поля равна Е. Чему равен поток вектора напряженности электрического поля Фк через квадрат со стороной Л. плоскость которого расположена под углом о = 30' к направлении> электрического поля? 3.27з. Определите зависиьп>сть модуля напряженности электрического поля Е, создаваемого заряженной сферой радиуса й, от расстояния г до ес пентра.
Полный заряд Я сферы равномерно распределен по ее поверхности. 3.28~. Определите зависимость модуля напряженности электрического поля Е, создаваемого бесконечно длинной прямой нитью, равномерно заряженной по длине, от расстояния г до нити. Заряд единипы длины нити равен р. 3.29з. Определите зависимость напряженности электрического поля Е, создаваемого бесконечной заряженной плоскостью, от расстояния гг до плоскости.
Поверхностная плотность заряда плоскости равна а. 3.30з. Определите напряженность Е электрического поля, созданного равномерно заряженным шаром радиуса Л, на расстоянии г от его центра, если объемная плотность заряда равна р; изобразите график зависимости Е(г). 3.3 ИО'!'Ок ВкктОРл нлнР55жкннОсти элкктРичкскОГО ИОл5! 107 3.31 . Определите напряженность Е электрического поля, созданного равнол5ерно заряженным бесконечно длинным цилиндром радиуса Л, на ржагтоянии г от оси пилиндра.
Объемная плотность заряда внутри цилиндра равна р. Изобразите график зависимости ЕЯ. 3.32 . Определите напряженность Е электрического поля, созданного равномерно заряженной бесконечной пластиной толсцины 6, на расстоянии х от средней плоскости пластины. Объемная плотность заряда внутри пластины равна р. Изобразите график зависимости Е(х). 3.333. При значении напряженности электрического поля Ее = 3 10г В,'м воздух перестает быть надежным изолятором н в нем происходит искровой разряд.
Каким должен быть радиус шара 77, чтобы на нем мог удерлсаться заряд О = 1 Кл? 3.34а. Две нерееекнклциеея нод усзп5м о бесконечные нлсн:— кости делят пространство на четыре области (сэ!. рисунок). Определите модуль напряженности электрического поля Е в областях ! и а, если плоскости разноименно заряжены с одинаковой по модулю поверхностной плотностью ()сс!) .—.- )аэ) =- сс„ сс! — — — пз. К задаче 3.33 К задаче 3.34 3.353. Две бесконечные пластины толсцины 6 заряжены равномерно по объему и сложены вместе !сэ!.
рисунок). Объемная плотность заряда первой пластины равна р, второй — р. Найдите максимальное значение напряженности электрического по- ля Емакс. 3.363. В равномерно заряженной бесконечной пластине вырезали сферическую полость так, как показано на рисунке. ТОлщина пластины 6, объемная плотность заряда р. Определите модуль напряженности электрического поля Е в точках А и В, а также исследуйте зависимость Е вдоль прямой ОА от расстояния х до точки О. 3.374. В равномерно заряженном шаре радиуса П вырезали сферическую полость радиуса г, центр О! которой находится на расстоянии Е от центра шара О (сх!.
рисунок). Объемная 108 злвктгичкство и млгнвтизм ГЛ. 3 плотность заряда равна р. Найдите зависимость напряженности электрического поля Е вдоль прямой ОО1 от расстояния л до пентра шара О. Докажите, что электрическое поле в полости однородно. К задаче 3.37 К задаче 3.36 3.383. Две плоские вертикальные пластины площади Я каждая находятся на расстоянии Ы друг от друга, малом по сравнению с нх размерами. Заряд одной из пластин равен +д.
заряд другой +Зеь Определите силу г' взаимодействия между пластинами. 3.39' . Вертикальная непроводящая пластина белья!нх раз- 3 меров равномерно заряжена с поверхностной плотностью и = = 3,0 10 " Кл!'м. На прикрепленной к пластине нити подвешен маленький шарик массы гп = 2 г, несущий заряд о того же знака, что и заряд пластины. Определите величину заряда о, сели нить подвеса образует с вертикалью угол о = — 45'. 3.4. Работа сил электростатического поля. Потенциал Работа ЬА„совершаемая кулоновскими силамп при перемещении Ьг то гаечного заряда д в однородном электростатическом поле, равна ЬА=Г Ьг=дЕ Ьг. Работа ЬА, совершаемая силами электростатического взаимодействия при перемещении точечного заряда о в электростатическом поле, равна уменьшению потенниальной энергии взаимодействия И' этого заряда с полем: ЬА = — ЬИ" = И'„,„— И'„,„. Энергия взаимодействия двух точечных зарядов д~ н дв, находящихся в вакууме на расстоянии г один от другого., равна И'=к; вСИ й= д~дв г ' 4яео РЛБОТЛ СИЛ ЗЛНКТРОСТЛТИЧЕСКО!"О 1РОЛЯ 109 Энергия взаимодействия в вакууь!е системы !!1 точечных зарядов равна Л" >У >У М вЂ” 1 1 ~~- ~- дяпйп: ~- альп с1п 2 гтп о гтп и=! ш=! п=э и>=! т Гп п>(п Погпснииаг!ом электростштснеского поля называют физическук> величину !!>, равную отношению потенциальной энергии И' взаих!одействия пробного точечного электрического заряда, помещенного в рассматриваемую точку.
с электростатическим полем, к величине д этого заряда: И' !!о 9 Потенциал электростатического поля. созданного в вакууме точечным зарядом д, на расстоянии г от него равен ф(7') = й-; В ОИ й = —. 9, 1 г' 4 0 При наложении электрических полей их потенциалы складываются алгебраически. Работа ЬА„совершаех>ая силами электростатического взаимодействия прн перемещении точечного заряда д в электростатическом поле, равна '1А = !1И = Ч!1'!> = Ч(!Рнан '!>кон).
3.40 . Два оди>!ак!>вых то!с!ных заряда вели>ины 9 1 6 = 10 Кл каждый находятся на расстоянии г! = 50 см друг от друга. Какую работу А надо соверпшть, чтобы сблизить их до расстояния гг = 5 см2 3.411. Точечные заряды +д. — 2д, +39 расположены в вершинах правильного треугольника со стороной а. Какова потенциальная энергия 11 этой системы". 3.42 . Два одноименных точечных заряда д! =- 20 нКл н = 5 нКл находятся на расстоянии г = О, 5 см друг от друга.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
