Электростатическое поле в вакууме (852561), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Качественная зависимость потенциала поля φ от координаты х вне пластин и между пластинами правильнопоказана на графике22рис. а,рис. б,рис. в,φрис. г.φ00+σ –2σРис. бРис. аφφ0+σ–2σ+σРис. в–2σРис. гРешениеПервый способ. Потенциал не может изменяться скачком. Таким образом, правильное решение представлено на рис. а.Второй способ. Определяем направление вектора &'( во всех областяхпространства.

Так как поле каждой плоскости однородно и вектора &'( направлены вдоль одной прямой, то результирующий вектор &'(рез направлен вдоль направления большего по модулю вектора, т. е. вектора поля отрицательного заряда (сплошная линия).H2H&'(рез=Так как вектор &'( направлен в сторону уменьшения φ, то слева направо до второй плоскости φ уменьшается, а далее слева направо – возрастает. Следовательно, правильный – рис.

a.2323. Электрическое поле создано двумя параллельными плоскостями, заряженными с поверхностными плотностями –2σ и +σ. На рисунке дана зависимостьизменения потенциала φ этого поля от координаты х вне пластин и между пластинами. Правильно отражает качественную зависимость проекции напряженности поля Ех на ось х графикφ+2σ –σна рис. а, на рис. б, на рис. в, на рис. г.Рис. аРис. бРис. вРис. гРешениеТак как вектор &'( направлен в сторону уменьшения φ, то вектор &'( слеваот начала координат (первой плоскости) направлен влево, т.

е. против оси x(Ех < 0), а справа – по оси x (Ех > 0). Следовательно, правильный график изображен на рис. б.24. Зависимость потенциала электрического поля φ от расстояния r междуцентром равномерно заряженной проводящей сферы радиусом R и точкой, гдеопределяется потенциал, правильно изображена на графике24рис. а,рис. б,рис. в,φрис. г.φРис. бРис. аφφРис. вРис. гРешениеПотенциал поля не может измениться скачком: значит рис. в или г.

Сфераи все пространство внутри нее – одна сплошная эквипотенциальная поверхность,т. е. правильный график на рис. г. (Видимо заряд на сфере положительный).25. Зависимость потенциала электрического поля φ от расстояния r между центром равномерно заряженного проводящего сплошного шара радиусом R и точкой, где определяется потенциал, правильно изображена на графикерис. а, рис. б, рис. в, рис. г.φφРис. бРис.

аφφРис. вРис. г25РешениеПримечание. «…равномерно заряженных проводящих сплошных шаров» небывает. Или равномерно заряженный по поверхности проводящий шар илиравномерно заряженный по объему не проводящий шар. В первом случаеправильный ответ дан на рис. г, во втором – на рис. в (без учета ε). На сайтеwww.i-exam.ru ответ – в.26. Электростатическое поле создано положительно заряженной сферой.Правильно отражает зависимость потенциала от расстояния рисунок …2).27. На рисунках представлены графики зависимости напряженности поля E (r )для различных распределений заряда:График зависимости E (r ) для шара радиуса R, равномерно заряженного по объему, показан на рисунке …1).

(Без учета ε).28. Два проводника заряжены до потенциалов 30 В и –20 В. Заряд 100 нКл переносят с первого проводника на второй. При этом силы поля совершают работу (в мкДж), равную …5.РешениеСчитаем, что потенциалы проводников остаются неизменными.ТогдаA12 = q (ϕ1 − ϕ2 ) = 100 ⋅ 10−9 (30 − ( −20)) = 5 ⋅ 10−6 = 5 мкДж.29. Заряд 1 нКл переместился из точки, находящейся на расстоянии 1 см от поверхности заряженного проводящего шара радиусом 9 см, в бесконечность. Поверхностная плотность заряда шара 1,1·10-4 Кл/м2.

Работа сил поля (в мДж), совершаемая при этом перемещении, равна …1. (Ответ округлите до целых.)РешениеРабота сил поля по перемещению заряда определяется по формулеA12 = q (ϕ1 − ϕ2 ) , где q – перемещаемый заряд, ϕ1 и ϕ2 − потенциалы начальнойи конечной точек соответственно. В нашем случае – потенциал в начальнойточке и на бесконечности.26Учтем, что площадь поверхности шара равна 4πR 2 .Тогда имеемϕ2 = ϕ(∞) = 0 , ϕ1 =Q1 σ 4 πR 21 q σ 4 πR 2и A12 = q (ϕ1 − ϕ 2 ) =.=4 πε 0 r 4 πε 0 ( R + a )4 πε 0 ( R + a )Здесь R = 9 см, a = 1 см, σ = 1,1·10-4 Кл/м2 и9 ⋅ 109 ⋅ 10−9 ⋅ 1,1 ⋅ 10−4 ⋅ 4π ⋅ 81 ⋅ 10−4A12 == 1,0 ⋅ 10−3 Дж =1 мДж.−110+1R+a272∾.

Характеристики

Список файлов книги