ДЗ: Типовой по теме - Электростатика и магнетизм (Вариант 1) вариант 1

ВАРИАНТ 1

Металлический шар радиуса R₁=2cм имеет заряд q₁=2мкКл и окружен сферическим слоем диэлектрика с относительной диэлектрической проницаемостью ε₁=3. Радиусы диэлектрического слоя равны R₁=2см и R₂=3см. Тонкая металлическая сфера радиуса R₃=4см имеет заряд q₂= - 2мкКл, а тонкая металлическая сфера радиуса R₄=5см имеет заряд q₃=3мкКл. Пространство между сферами заполнено диэлектриком с относительной диэлектрической проницаемостью ε₂=2,5. Металлические сферы имеют общий центр с металлическим шаром. Необходимо:

1. рассчитать напряженность, электрическое смещение и электрический потенциал в точках О, А, В, С, Д;
2. построить графики зависимости E(r), D(r) и φ(r).
3. рассчитать поверхностные плотности связанных зарядов на границах диэлектриков;
4. определить энергию электрического поля данной системы зарядов;
5. рассчитать потенциальную энергию, вращающий момент и силу действующую на электрический дипольный момент p_e=10^-28 Кл∙м, находящийся в точке Д и ориентированный под углом α= 0 к направлению радиуса.

Учесть, что r_A=2,5см, r_B=3,5см, r_C=4,5см, r_Д=6см и φ(r=0)=0.