Задача № 1
Пространство
между двумя концентрическими сферами,
радиусы которых
и
,
заряжено с объемной плотностью
).
Найти полный заряд q,
распределение напряженности E(r)
и потенциала φ(r)
электрического поля как функцию
расстояния r
от центра сфер. Найти максимальное
значение напряженности поля. Построить
графики зависимости напряженности и
потенциала от расстояния.
-
Дано
q - ?
E(r), φ(r) - ?
Си
0,09 м
0,15 м
Решение
По теореме Остроградского – Гауса
С учетом (2.2)
(2.6) – полный заряд
Т.к.
в области
то
исследуем (2.5) на максимум. Тогда получим,
что мах E
будет наблюдаться при
.
Отсюда найдем
.
Построим график зависимости E(r) на основе полученных формул:
§Составим
таблицу
-
r(м)
0,09
0,11
0,13
0,15
0,17
0,2
0,3
E(В/м)
0
446
639
720
560
405
180
Из формулы связи E и φ
Из (2.11) имеем :
Т.к.
здесь E=0,
то
Построим
график зависимости
с помощью полученных выражений:
Составим таблицу
-
r(м)
0,09
0,11
0,13
0,15
0,17
0,2
0,3
φ(B)
135
140
120
108
95
80
54
Ответ:
Задача № 2
По
тонкому полукольцу радиуса
равномерно распределен заряд
Кл. Найти напряженность электрического
поля в центре кривизны полукольца.
-
Дано
Е - ?
Си
0,05 [м]
Р
ешение
Кл]
Напряженность поля точечного заряда пропорциональна величине заряда q и обратно пропорциональна квадрату расстояния R от заряда до данной точки поля
Направлен вектор вдоль радиальной прямой, проходящей через заряд в данную точку от заряда, т.к. заряд положителен.
Подставим (3.2) в (3.1) и получим:
Задача №3
Какую
работу надо совершить, что бы заряды
и
,
находящиеся в воздухе на расстоянии
сблизить до
0,1
м?
-
Дано
А – ?
Си
Решение
Потенциал точечного заряда в точке 1
Ответ:
