Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
72
Добавлен:
15.09.2021
Размер:
8.69 Mб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

Инженерная школа

неразрушающего контроля и безопасности

12.03.01 «Приборостроение»

задание № 1

по дисциплине:

Физика

Исполнитель:

студент группы

1Б92

ФИО

16.10.2020

Кшинин Иван Бахтиёрович

Руководитель:

ФИО

преподаватель

Доцент

Грязнова Елена Николаевна

Томск – 2020

Вариант № 11

  1. В трех вершинах квадрата со стороной 20 см расположены одинаковые по величине и знаку точечные заряды по 20 нКл каждый. Определить напряженность в свободной вершине квадрата.

  2. Три проводящих шарика радиусами, на которых находятся заряды q, -5q, 2q, расположены в вершинах тетраэдра с ребром R. Определить напряженность поля в четвертой вершине тетраэдра.

  3. Определить напряженность электрического поля в точке, равноудаленной от сторон шестиугольной равносторонней рамки, имеющей заряд, равномерно распределенный с линейной плотностью τ= 10 нКл/м. Сторона рамки 10 см.

  4. Диск диаметром 10 см равномерно заряжен с поверхностной плотностью зарядов σ=10 нКл/м2. Определить напряженность поля в точке, расположенной на оси диска на расстоянии 20 см от его центра.

  1. В трех вершинах квадрата со стороной 20 см расположены одинаковые по величине и знаку точечные заряды по 20 нКл каждый. Определить потенциал в свободной вершине квадрата.

  2. Три проводящих шарика радиусами r, 2r, 3r, на которых находятся заряды q, -5q, 2q, расположены в вершинах тетраэдра с ребром R>> r. Определить потенциал поля в четвертой вершине тетраэдра.

  3. Тонкий стержень равномерно заряжен с линейной плотностью τ= 8 нКл/м. Определить потенциал поля в точке, находящейся на расстоянии 20

см от стержня против его середины. Длина стержня 1 м.

  1. Определить потенциал электрического поля в точке, равноудаленной от сторон шестиугольной равносторонней рамки, имеющей заряд, равномерно распределенный с линейной плотностью τ= 10 нКл/м. Сторона рамки 10 см.

Задание № 1

Д ано:

Решение:

Q1 и q3 в четвертой точке создают направленную напряжённость под углом в 900 друг к другу:

По теореме Пифагора у нас выйдет следующее:

Задание № 2

Д ано

Решение:

Задание № 3

Дано

Решение:

Заряд можно считать точёным в окрестности точки А малый элемент длины рамки dl:

Определим напряженность электрического поля в точке О:

Задание № 4

Дано:

Решение:

Разобьем диск на малые кольца радиусом r и шириной dr.

Далее найдем напряженность поля для такого кольца:

Через интегрирование найдем напряженность:

Задание № 5

Дано:

График:

Решение:

Сфера радиусом не имеет заряда, то и напряженность она создавать не будет.

Рассмотрим области:

Для определения напряженности воспользуемся формулой Гаусса: Т.к. в области R1 нет заряда, следовательно, получим равенство , где - нормальная составляющая напряженности электрического поля.

Из-за симметрии равна для всех точек сферы ;

Так как площадь сферы не равна нулю, тогда следовательно напряженность поля во всех точках, удовлетворяющих условию будет равна нулю.

В области найдем заряд по теореме Гаусса:

из этого условия симметрии выходит:

2 будет убывать от значения:

В области с учетом знака заряда, напряжённость будет возрастать от значения

В области мы имеем сферическую поверхность радиусом в

График:

Задание № 6

Дано:

Решение:

Почти тоже самое что и в 5 – задании, не буду комментировать

График также аналогичен 5 заданию, кроме

Задание №7

Дано:

Решение:

Потенциал в данной точке равен алгебраической сумме потенциалов, создаваемых каждым зарядом в этой точке:

Задание № 8

Дано:

Решение:

Потенциал в точке А равен алгебраической сумме потенциалов, создаваемых зарядами:

Потенциал шаров за их пределами равен:

Ответ:

Задание № 9

Дано:

Решение:

Стержень можно разбить на элементы

Потенциал поля, создаваемого зарядом в точке А на расстоянии от заряда равен:

Полный потенциал будет равен:

Интегрируем по всей длине стержня:

Задание № 10

Дано:

Решение:

На всякий случай в фото варианте: