Задачник по физике - Белолипецкий С.Н. (1238768), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Какук> работу А должны совершить силы электростатического взаимодействия при увели !енин расстояния между зарядами в 3.431. Нсподви>кный точечный заряд Я создает в некоторой точке А электрическое поле напряженности Е,1, а в точке В электрическое поле напряженности Ен. Определите работу А, необходимую для перемещения заряда 9 из точки А в точку В. 3.44Я. Два разноименнь>х то"!очных заряда, одинаковых по абсолютной величине, находятся на расстоянии 1 = 30 см друг По ес!е1('!'РичестВО и мл!'нетизм Гл. 3 от друга. В точках, находящихся на таком же расстоянии от обо!!х зарядов, напряженность электрического поля Е = 100 В 'м.
Определите потенпиал поля !о в точке. расположенной между зарядами на расстоянии Е/3 от положительного заряда. 3.45~. По кольцу радиуса Л равномерно распределен заряд Я. Определите потенциал электрического поля !д в центре кольца, а также в точке, находящейся на расстоянии 6 от центра кольна по перпендикуляру к его плоскости. 3.46 .
Два параллельных тонких кольна радиуса Л каждое имеют общую ось. Расстояние между их центрами д. Определите работу А, совершаемую силами электростатического взаимодействия пртл перемещении заряда !?из пентра первого кольца в центр второго, если по первому кольну равномерно распределен заряд !?!. а по второму заряд !?з. 3.47Я. Множество заРЯдов тРех значений !!! = 10 "Кл, !!э = = — 2!!!, дз = 3!?! распределены по окружности так.
что все одинаковые заряды рассредоточены равномерно через равный угловой интервал. Определите напряженность и потенциал в центре окружности, ес ти работа по удален!!к> пробного заряда !? = = О, 01д~ из центра окружности на бесконечно большое расстояние от нее равна А =- 10 э Дж. Изменение кинетической энергии пробного заряда пренебрежимо мало, 3.48а. Три конпснтричсскне сферы радиусов Л, 2Л и ЗЛ имеют заряды +!?, +2!? и — 3!! соответственно. Определите потенциалы р сфер. Постройте график зависимости потенциала !Р(г) от расстояния ! до центра сфер.
3.49 . Две концентрические сферы радиусов Л и 2Л заряжены равномерно по поверхности зарядами д! = О, 1 мкКл и !?! = 0,2 мкКл соответственно. В точке, находящейся на одинаковом расстоянии от обеих сфер, потенциал электрического поля !г = 3 кВ. Определите вслп*шну Л. 3.504. Двс болыпие тонкие параллельные пластины равномерно заряжены с поверхностной плотностью и и — Зо соответственно. Расстояние между пластинами с!.
Определите напряженность поля Е! между пластинами и Ез вне пластин., а также разность потенциалов Ьд = !р! — !рз между пластинами. Постройте график изменения напряженности и потенциала электрического поля вдоль линии, перпендикулярной пластинам. 3.51з. Электрический диполь из двух жестко связанных то"!ечных зарядов +д и — !1, расположенных на расстоянии и' друг от друга, находится в положении устойчивого равновесия в однородном электрическом поле, напряженность которого равна Е. Какую работу А нужно совершить. чтобы повернуть диполь на угол а =- 180е? РЛБОТЛ СИЛ ЭЛККТРОС! ЛТИЧЕС!(О!'О ПОЛЯ 111 3.52~. Шар радиуса г, имсютций плотность р!, помещен в жидкий диэлектрик с плотностью рз.
Определите заряд шара ф если в однородном электрическом поле, направленном вертикально вверх, шар оказался взвешенным в жидкости. Электрическое поле создастся двумя параллельными пластинами, расстояние между которыми д, а разность потенциалов,Ь!р. 3.53 . Электрон движется по направлению силовых линий однородного электрического поля, напряженность которого Е = = 120 В!х!.
Какое расстояние т. он пролетит до полной остановки, если начальная скорость электрона е = 10ь м,'с? В течение какого времени т он будет двигаться до полной остановки? 3.54в. В пространство, где одновременно действуют горизонтальное и вертикальное электрические поля с напряженностью Ев = 400 В!х! и Еэ — — 300 В,'м соответственно, вдоль направления силовой линии результирующего электрического поля влетает электрон, скорость которого на отрезке пути Е = = 2,7 мм уменьшается в п = 2 раза, не изменяя направления.
Определите скорость электрона и в конце пути. 3.55~. Шарик массы т, несущий заряд !1, перемещается из точки 1, потенпиал которой равен г, в точку 2, потенпиал которой равен нулю. Определите скорость в! шарика в точке 1, если в точке й она стала равной вз.
3.56э. Три электрона, первоначально покопал!иеся в вершинах равностороннего треугольника со стороной г, движутся под действием сил электростатического отталкивания. Какова будет их скорость в, когда расстояние между ними станет бесконечно большим'? 3.57в. Два протона и два позптрона, первоначально покоивп!неся в вершинах квадрата АВСТ1, разлетаются под действием сил электростатического отталкивания. Отношение нх масс М(т = 2000, а заряды одинаковы.
Найдите отношение скоростей р/в протонов и позитронов, когда расстояние между ними станет бесконечно болыпим, считая что первоначально протоны находились в вершинах А и С, а позитроны в вершинах В и О. 3.58в. Найдите минимальную кинетическую энергию они:тпц, способных издалека сблизиться с первоначально покоившимся ядром азота до расстояния ге = 5,0 10 ~м.
Относи— !5 тельные массы атсвлов гелия Аи„= 4, азота Ан = 14 (о-частицы представляют собой двукратно ионизованныс атомы гелия). 3.59в. Два электрона находятся на бесконечно болыпом расстоянии друг от друта, причем один из пих покоится, а;!рутой движется со скоростью в по направленпто к первому. Определите наименыиее расстояние ге, на которое они сблизятся.
112 этте1('гРичестВО и мл!'Иитизм ГЛ. 3 К задаче 3.63 3.60 . По тонкому кольну массы ЛХ и радиуса Л равно- 3 мерно распределен заряд +ъХ. С какой скоростью и точечная !истица ма~~ы пт и зсйтттда — тт, пе1твоначально поко!лишит!си на бесконечно болыпом расстоянии от кольца, пролетит через его центр, если кольцо: а) закреплено? б) свободно? Частица движется по перпендикуляру к плоскости кольца, проходтццему через его центр. 3.613.
По тонкому кольну массы ЛХ и радиуса Л равномерно распределен заряд ст. Какую минимальную скорость и должна иметь то шчная част!!па массы пт, тт одноименного вирт!да й на бесконечно большом расстоянии от кольца, чтобы пролететь через его пентр, если кольпо: а) закреплено? б) свободно? Частица движется по перпендикуляру к плоскосттл кольца, проходящему через его пентр. 3.623. с1етьтре точечных положительных заряда О расположены в вершинах жестко закрепленной квадратной рамки со стороной а. Частица массы ш, имеющая положительный заряд т?, движется вдоль оси.
перпендтлкулярной плоскости рамки и проходящей через центр квадрата О. На расстоянитт, ътногократно превьппаюшем и, скорость частицы равна ге. Определите скорость и частицы при подлете к рамке на расстоянии з от центра О. Какую минимальную скорость е„а„должна иметь частипа на бесконечно большом расстоянии от рамки, чтобы пролететь сквозь нее? 3.633. П1арик массы ш = 2 г, имеющий положительный заряд й,начинает скользить безначальной скорости из точки А по гладкой сферической поверхности ра- А О диуса Л = 10 см. Ниже сферической поверхности, точно под ес пентром, расположен точечный отрицательньнл заряд — Я (сът. рисунок). Потенттпальная эвер~и гия взаимодействия зарядов в началь- В ный момент времени равна И'А = — 2 х х 10 3 Дж. Определите потенптлвльнукт 0' энергию И'и взаиъюдействия зарядов, когда заряд т? находится в точке В, если в этом случае результирующая сил реакпии со стороны сферической поверхности и кулоновского взаимодействия, приложенных к шарику, Г = О, 1 Н.
Радиус шарика г (( Л.. 3.643. В однородное горизонтальное электростаттлческое поле напряженности Ь' = 10' В,'ът помещена система, состоящая из двух одтшаковых, противоположно заряженных шариков, соедттненньтх тонким тлзолирующим стержнем длины Х = О, 1 м.
Система может только вращаться в горизонтальной плоскости 3.5 элвктРОстлзикл, ВРОВОДии!(и и ДиэляктРики !13 вокруг вертикальной оси, проходящей через середину стержня. Масса я модуль заряда каждого шарика соответственно равны т = 5 г и С1 = 1 мкКл. Система кратковременным воздействием выводится из состояния устойчивого равновесия и приводится во вращательное движение с на лальноя угловой скоростью ыо = 2с ' .
Определите максимальный угол поворота о„, этой 1 системы. Массой стержня пренебречь. Шарики рассматриваются как материальные точки. 3.65' . По гладкой наклонной плоскостлл, ~~ставлякшлсслй угсьз о с горизонтом, с высоты 6 соскальзывает небольшое тело массы пл, ллмеющее отряиательный заряд — и. В точке перес ечения вертикали, проведенной че- и рез начальное положение тела, с основанием, закреплен заряд +с1 (схл, рисунок).
Определите сс ссС~ скорость Ш с которой тело достигнет основания наклонной плоскости, Начальная ско1зость К задаче 3.65 тела равна нулкь 3.663. В однородном электрическом поле напряженности Е, направленлле силовых линий которого совпадает с направлением силы тяжести, на нити длины В вокруг вертикальной оси вращается шарик массы пи имеющллй положительный заряд ц. Определите работу А. которую нужно произвести для разгона шарика из состояния поколл до угловой скорости се. 3.673. Два неболышлх одинаково заряженных тела удерживаются на изолирующей горизонтальной гладкой поверхности на расстоянии г = 10 см друг от друга. Сначала отпускают одно пз них, а затем, когда расстояние между телами увеличится в и = — 3 раза, и другое.
Определите скорости тел, когда они разлетятся яа большое расстояние. Заряд каждого тела д = 10 в Кл, масса т = 1 г. 3.5. Проводники и диэлектрики в электростатическом поле В случае изотропного однородного диэлектрика проницаемостью е, заполняющего все пространство между эквипотеяпиальнымя поверхностями, Ео Е= —, Я где Ео напряженность поля, .созданного теми же источникаъси в отсутствие дяэлектрллка.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
