FIZIKA_OTVETY
.pdf
о бъе м н о й пло т но с т ью з ар я да ρ . По то к в е кто р а Е чер е з сфер иче с к ую по вер х но сть , це н тр ко то р о й со в па да ет с це н тр о м шар а и р а д и ус r > R р а ве н :
А )
В )
С )
D )
4 r3
3 0
4 R3
0
4 R3
3 0
r
0
Пр а ви л ь ны й о т ве т : C
Н . Т . 2 1 1 5 . Ш ар из д иэ ле к тр и ка р а д и усо м R р ав но м ер но зар я же н по о б ъем у с о б ъем но й п ло т но ст ью зар яд а q . По то к ве к то р а Е чер е з сф ер ич еск ую по вер х но с т ь , це н тр ко то р о й со в па да ет с це н тр о м ш ар а , а р а ди ус r < R :
А ) 0
В )
С )
D )
4 r |
|
|
3 |
3 |
0 |
|
|
r
0
4 R2
3
Пр а ви л ь ны й о т ве т : B
Н . Т . 2 1 1 6 . Бе с ко неч н ая п ло с ко с т ь зар я же н а с по вер х но ст но й п ло т но с ть ю зар я да σ . По то к ве к то р а Е чер ез по вер х но с ть пр ям о й пр изм ы , бо ко ва я по в ер х но с ть ко то р о й
пер п ен д и к ул я р н а п ло с к о ст и , а п ло щ ад ь о с но ва н и я – S , р а ве н А ) 0
В ) Е * S б о к
С )
S
0
53
D )
2 |
S |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
Пр а ви л ь ны й о т ве т : C
Н . Т . 2 1 1 7 . М ет а л л иче ска я сфер а р а д и усо м R зар я же н а с по вер х но с т но й п ло т но с ть ю σ . По то к в е кто р а Е чер ез
по вер х но с ть к уб а с р е б р о м а >2 R и це н тр о м о д но й из гр а н ей , со в па да ющ и х с це н т р о м сфер ы , р а ве н :
A)
B)
C)
D)
|
|
|
|
2 R |
|
|
2 |
0 |
|
R2
2 0
12 R2
0
R
|
0 |
|
Пр а ви л ь ны й о т ве т : C
Н . Т . 2 1 1 8 . По л е со з д а но бес ко н еч но й н ит ью , зар я ж е н но й с л и не й но й п ло т но с ть ю з ар я да τ . Пр а в и ль но вы б р ав пр и ве де н н ую ни ж е по с ле до ва те ль но ст ь де йс т в и й , о пр е де л и те м о д ул ь н апр я же н но ст ь по л я н ит и Е ( r ) :
1 |
. Р ассч и та й те по то к в ек то р а Е чер ез з ам к н ут ую по в ер х но с ть |
Га усс а |
|
2 |
. Пр ир а в ня й те по то к в ек то р а Е к с ум м е зар я д о в , де ле н но й н а |
ε 0 и р а ссч и та й те н а пр я же н но с т ь . |
|
3 |
. О пр е де л и те н апр ав л ен и е на пр яж е н но с т и по л я н ит и . |
4 |
. Р ассч и та й те с ум м у з ар я до в , о хв а ты ваем ы х вы бр а н но й |
по вер х но с ть ю .
54
5 . В ыб ер ит е зам к н ут ую по вер х но с ть , по з во ля ющ ую р е ш ит ь зад ач у с по м о щь ю тео р ем ы Г а усс а .
6 . О пр е де л и т е уг о л, в х о дя щ и й в в ыр а же н и е д л я по то к а . 7 . О пр е де л и те н апр ав л ен и е в е кто р о в d S
8 . Уб ед и те сь в то м , что Е м о ж но в ы нес т и з а з н ак и н те гр а ла .
А )
k |
|
r |
2 |
|
|
В )
|
|
|
r |
4 |
|
r |
|
|
|
3 |
|
|
0 |
|
|
С )
|
|
|
2 |
0 |
r |
|
|
D )
0 r
Пр а ви л ь ны й о т ве т : C
Н . Т . 2 1 1 9 . М ет а л л иче ск и й шар з ар я до м q 1 и р ад и усо м R 1 , о кр уж е н м ет а лл и чес ко й с фер о й з ар я до м q 2 и р ад и усо м R 2 . Пр а ви л ь но вы бр а в пр и ве де н н ую н иж е по с ле д о ва те ль но ст ь де йс т в и й , о пр е де л и те н апр я же н но с ть по л я в т о чка х : A )
в н утр и шар а , B ) м еж д у шар о м и сфер о й , C) в н е сфер ы . В р ез ул ь та те р асче та ус т ано в и те со о т ве тс т в ие м еж д у
пр и ве де н ным и н и же с т о л б цам и : |
|
|
|
|
|
||
1 |
. В ыб ер е те з ам к н ут ые по вер х но с т и д л я р ас че та по то ка |
||||||
ве к то р а E |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
. О пр е де л и те н апр ав л ен и е в е кто р а |
E |
|
|
|
||
3 |
. В ыб ер ит е по в ер х но с ть Га ус са |
|
|
|
|
|
|
4 |
. О пр е де л и те уг о л м е ж д у ве кто р ам и E |
и |
dS . |
||||
5 |
. Пр ир а в ня й те по то к к с ум м е з ар я до в , де ле н н о й на ε 0 и |
||||||
р ассч и та й те н а пр я ж ен н о сть . |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
. Уб ед и те сь в то м , что Е м о ж но в ы нес т и з а з н ак и н те гр а ла . |
||||||
7 |
. Р ассч и та й те по то к в ек то р а |
E чер е з по вер х но сть . |
|||||
А ) В н утр и шар а |
1 ) |
|
q |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
4 0 r |
|
|||||
В ) Ме ж д у ш ар о м и с фе р о й |
2 ) |
|
q |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
4 |
|
r |
2 |
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
q |
|
|
|
С ) В не сф ер ы |
3 ) |
1 |
|
|
|||
|
4 |
|
r |
2 |
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
4 ) 0 |
|
|
|
||
55
5 )
q |
2 |
|
|
|
|
|
|
4 |
0 |
r |
|
|
|
|
|
|
q + q |
2 |
||
6 ) |
1 |
|
|
|
4 |
|
r |
2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
Пр а ви л ь ны й о т ве т : A – 4 , B – 3 , C - 6
Н . Т . 2 1 2 0 . Бе с ко неч н ый м е та л л иче ск и й ц и л и н др р а д и усо м R зар я же н с по вер х но с т н о й п ло т но с ть ю зар я да σ . Пр а в и ль но вы бр а в пр ив е де н н ую н и же по с ле до в ат е ль но с т ь д е йс тв и й , о пр е де л и те н а пр я ж ен н о сть в н ут р и и в не . Ус т ано в и те со о т ве тс т в ие р е з ул ь та т о в м е ж д у пр и ве де н ным и н и же сто л б цам и :
1 . Р ассч и та й те по то к в ек то р а Е чер ез по вер х н о сть Га ус са
2 |
. О пр е де л и те н апр ав л ен и е в е кто р о в |
dS |
|
|
||||
3 |
. В ыб ер ит е зам к н ут ую по вер х но с ть д л я р а сче та по то ка |
|||||||
ве к то р а E . |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
. О пр е де л и те н апр ав л ен и е в е кто р а |
E |
|
|
|
|
|
|
5 |
. Уб ед и те сь в то м , что Е м о ж но в ы нес т и з а з н ак и н те гр а ла |
|||||||
6 |
. О пр е де л и те уг о л м е ж д у ве кто р ам и |
E |
|
|
и dS |
|||
7 |
. Пр ир а в ня й те по то к к с ум м е з ар я до в , |
|
де ле н н о й на ε 0 и |
|||||
р ассч и та й те н а пр я ж ен н о сть |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
. Р ассч и та й те с ум м у з ар я до в , о хв а ты ваем ы х по вер х но с ть ю |
|||||||
Га усс а |
|
|
|
|
|
|
|
|
А ) В н утр и ц и л и н др а |
1 ) |
|
|
|
|
|
||
|
|
r |
2 |
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
В ) В н е ц и л и н др а |
2 ) 0 |
|
|
|
|
|
||
|
|
3 ) |
r |
|
||||
|
|
|
|
R |
2 |
|||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
4)
5)
R |
|
|
r |
0 |
|
2 R
0 r
Пр а ви л ь ны й о т ве т : A – 2 , B - 4
56
Н . Т . 2 1 2 1 . Э л ек тр о с т а т иче ско е по ле со з да но бес ко не ч но й п ло с ко с ть ю , зар я же н но й с по в ер хно с т но й пло т но с ть ю зар я да
σ . Пр а в и ль но вы бр ав п р и ве де н н ую н иж е по с л едо ва те ль но ст ь де йс т в и й , р а ссч и та й те зн аче н ие н а пр я ж ен но ст и
1 |
. В ыб ер ит е по в ер х но с ть д л я р ас че та по то ка E |
|||
2 |
. Р ассч и та й те по то к в ек то р а E чер е з по вер х но сть Га ус са |
|||
3 |
. О пр е де л и те н апр ав л ен и е в е кто р а E |
|||
4 . О пр е де л и те уг о л , в х о дя щ и й в в ыр а же н и е д л я по то к а |
||||
5 |
. Р ассч и та й те с ум м у з ар я до в , о хв а т ы ваем ы х по вер х но с ть ю . |
|||
6 |
. Пр ир а в ня й те по то к к с ум м е з ар я до в , де ле н н о й на ε 0 и |
|||
р ассч и та й те н а пр я ж ен н о сть |
||||
7 |
. О пр е де л и те н апр ав л ен и е в е кто р о в dS |
|||
8 |
. Уб ед и те сь в то м , что Е м о ж но в ы нес т и з а з н ак и н те гр а ла |
|||
А ) |
|
|
||
|
|
r |
||
|
|
0 |
||
|
|
|
|
|
В )
r |
|
2 |
0 |
|
|
С )
|
|
2 |
0 |
|
D) |
|
|
|
2 |
r |
||
|
|||
|
0 |
|
Пр а ви л ь ны й о т ве т : C
Н . Т . 2 1 2 2 . В ы бр а в пр ав и ль н ую по с ле до ва те л ьно ст ь де йс т в и й , ук аз а н н ую н и же , р асс ч ит а йт е р а зно сть по т е нц и а ло в м еж д у то ч кам и , на хо дя щи м и ся на р а сс то я н и и r 1 и r 2 , о т
бес ко не ч но й н ит и , зар я же н но й с л ин е й но й п ло т но с ть ю зар я да
τ .
1 ) Р ассч и та й те по то к в ек то р а Е чер ез по вер х н о сть .
2 ) Р ассч и та й те с ум м у з ар я до в , о хв а ты ваем ы х по вер х но с ть ю Га усс а
3 ) О пр е де л и те на пр ав л ен и е в е кто р а |
E |
4 ) В ыб ер ит е по в ер х но с ть д л я р ас че та по то ка в ек то р а
E
5 ) О пр е де л и те на пр ав л ен и е в е кто р о в dS .
6 ) Ис по ль з уя св яз ь на п р я же н но с т и и по те н ц иа ла , р ас сч ит а й те р аз но с ть по те н ц иа ло в .
57
7 ) Пр ир а в ня р ассч и та й те
А ) |
|
( |
1 |
− |
1 |
|
2 |
r |
r |
||||
|
|
|
||||
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
r |
B ) |
|
|
ln |
2 |
2 |
|
r |
||
|
0 |
|
||
|
|
|
1 |
C) |
|
(r2 |
− |
|
2 |
||||
|
0 |
|
||
|
|
|
в по то к с у м м е зар я до в , д е ле н но й на ε 0 , з нач ен и е Е .
)
r1 )
|
|
|
r |
D) |
|
|
2 |
2 |
|
r |
|
|
0 |
||
|
|
1 |
Пр а ви л ь ны й о т ве т : B
Н . Т . 3 1 2 3 . Э л ек тр о с т а т иче ско е по ле со з да но дв ум я пар а лл е ль ным и б ес ко н еч ным и п ло с ко с т ям и , з ар я же н ны м и с
по вер х но с т но й п ло т но с ть ю зар я да +σ 1 |
и -σ 2 . На пр я ж е н но с ть |
по л я Е 1 м е ж д у д в ум я п ло с ко с т ям и и Е 2 |
в не п л о ско с т ей р а в ны |
со о т ве тс т ве н но : |
|
А ) М еж д у п ло ско ст ям и
1 )
|
1 |
+ |
2 |
|
|
|
|
||
|
2 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
В ) В не п ло с ко с те й
Пр а ви л ь ны й о т ве т : A – 1 , B - 5
2)
3 ) 0
4)
5)
1− 2
0
1+ 2
0
1 |
− |
2 |
|
|
|
||
2 |
0 |
|
|
|
|
|
|
Н . Т . 3 1 2 4 . Э л ек тр о с т а т иче ско е по ле со з да но дв ум я пар а лл е ль ным и п ло ско ст ям и , з ар я ж е нн ым и по ло ж и те ль но с
по вер х но с т но й п ло т но с ть ю зар я да σ . Н а пр я ж е н но с т и по л я м еж д у п ло с ко ст ям и – Е 1 , и вн е п ло с ко с те й – Е 2 , р а в ны :
А ) М е ж д у п ло с ко ст ям и |
1 ) 0 |
В ) В не п ло с ко с те й
2 )
|
|
2 |
0 |
|
58
3 )
4 )
Пр а ви л ь ны й о т ве т : A – 1 , B - 3
|
|
|
|
0 |
|
|
||
2 |
||
|
0 |
|
|
|
|
Н . Т . 3 1 2 5 . Д ве бе с ко н еч ные п ло ско ст и р а вно м ер но зар я же ны с по вер х но ст но й п ло т н о сть ю +σ, α=3 0 0 . На пр я же н но с т ь E в
то ч ке А р а в на и со с та в л яе т с о сь ю Х уг о л β :
1)
2)
3)
4)
cos 300 2 0
sin 300
0
0.5 * |
||
|
0 |
|
|
|
|
2 * |
||
|
0 |
|
|
|
|
Пр а ви л ь ны й о т ве т : 2
Н . Т . 3 1 2 6 . Ш ар из д иэ ле к тр и ка р а д и усо м R з ар я же н по
о бъе м у с о бъ ем но й п ло т но с ть ю зар я да ρ . В ы б р ав пр а в и ль но по с л едо ва те л ь но с ть де йс т в и й , ук аз а н н ую н и ж е , р ас сч и та й те на пр я же н но с ть в н е и в н ут р и ш ар а .
1 |
. |
О пр е де л и те н апр ав л ен и е в е кто р о в dS |
2 |
. |
Р ассч и та й те по то к в ек то р а Е чер ез по вер х н о сть . |
3 . |
О пр е де л и те уг о л , в х о дя щ и й в в ыр а же н и е д л я по то к а |
|
59
4 |
. Пр ир а в ня й те по то к к с ум м е з ар я до в , де ле н н о й на ε 0 и |
|||||||||
р ассч и та й те н а пр я ж ен н о сть |
|
|
|
|
|
|
|
|||
5 |
. В ыб ер ит е по в ер х но с ть д л я р ас че та по то ка |
E |
||||||||
6 |
. О пр е де л и те н апр ав л ен и е в е кто р а E |
|
||||||||
7 |
. Уб ед и те сь , чт о Е м о ж но вы не ст и за з н а к и н те гр а ла |
|||||||||
8 |
. Р ассч и та й те с ум м у з ар я до в , о хв а ты ваем ы х по вер х но с ть ю . |
|||||||||
А ) В н утр и шар а |
1 ) |
|
R3 |
|
|
|||||
|
3 |
0 |
r2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В ) В не шар а |
2 ) 0 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
4 R |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
3 ) |
|
3 |
|
r |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
4 ) |
|
r |
|
|
|
|
||
|
|
|
3 0 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
Пр а ви л ь ны й о т ве т : A – 4 , B - 1
Н . Т . 3 1 2 9 . Э л ек тр о с т а т иче ско е по ле со з да но дв ум я бес ко не ч ным и вза им но пер п е нд и к ул я р ным и п ло с ко с т ям и ,
зар я же н н ым и с по ве р х но с т ным и п ло т но с т ям и зар я до в σ 1 и σ 2 . В ы бр а в пр а в и ль н ую по с л едо ва т ел ь но с ть де йс т в и й , о пр е де л и ть р аз но с ть п о те н ц иа ло в м е ж д у то ч к ам и , ко о р д ин а ты ко то р ы х у каз а ны на р ис ун к е .
1 . Ис по льз уя св яз ь Е и φ, р ас сч и та й те
.
2 . Ук а ж ит е на пр а в ле н ие ве к то р о в на пр я ж е н но с т и д ля п ер во й и вто р о й п ло с ко с т и .
3 . Р ассч и та й те по то к ве к то р а Е чер е з по в ер х но сть Га ус са . 4 . Ук а ж ит е на пр а в ле н ие ве к то р о в d S .
60
5 . Пр ир а в ня в по то к с у м м е зар я до в , д е ле н но й на ε 0 , р ассч и та й те з нач ен и е н апр я же н но с т и по л я д ля ка ж до й
п ло с ко с т и .
6 . Р ассч и та й те р ез ул ь т и р ующ ую на пр я же н но с т ь . 7 . В ыб ер ит е по в ер х но с ть Га ус са .
8 . Р ассч и та й те с ум м у з ар я до в в н ут р и вы бр а н н о й по вер х но с т и .
|
x |
2 |
|
− x |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
A) |
2 |
|
|
|
1 |
|
( |
|
|
1 |
− |
|
2 |
) |
|||
x |
|
− x |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
|||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||||
B ) ( |
1 |
)(x |
|
− x ) |
|
|
|||||||||||
|
2 |
|
|
||||||||||||||
|
|
2 0 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
(x2 |
||||
C ) |
2 |
|
|
|
1 |
+ 2 |
|||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
2 |
− |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
D ) |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
(x2 − x1 ) |
||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пр а ви л ь ны й о т ве т :
− x1 )
B
Н . Т . 3 1 3 0 . Д иэ ле к тр и чес к и й ш ар р а д и уса R зар я же н
р ав но м ер но по о б ъем у с о б ъем но й п ло т но с ть ю ρ . Пр а ви л ь но вы бр а в пр ив е де н н ую н и же по с ле до в ат е ль но с т ь д е йс тв и й , о пр е де л и те р аз но с ть п о те н ц иа ло в м е ж д у то ч к ам ,
на хо д ящ им ис я н а р ас ст о я н ии r 1 и r 2 , о т ц е нт р а шар а . r 1 <r 2 < R<r 3
1.
2.
3.
Опр е де л ит е на пр а в ле н ие ве к то р о в Р ассч и та й те с ум м у зар ядо в , н а хо д вы бр а н но й по вер х но с т и .
Опр е де л ит е на пр а в ле н ие ве к то р а шар а .
d S .
я щ и хс я в н у тр и
E |
вн ут р и и в не |
61
4.
5.
6.
7.
Выбер и те по вер х но ст ь д ля р асч ет а на пр я же н н о ст и в не шар а
Выбер и те по вер х но ст ь д ля р асч ет а на пр я же н н о ст и
в н утр и шар а Ис по льз уя с в язь по т е н ц иа ла и на пр яж е н но с т и
р ассч и та й те φ 1 2 .
Пр ир ав н я в по то к в ек то р а |
E |
с ум м е зар я до в , д е л ен но й |
на ε 0 , р асс ч ит а ть на пр я же н но с т ь в н ут р и и в не шар а .
1 ) |
|
(r1 |
− R) |
|
|
|
|||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 )
3 )
4 )
5 )
Пр а ви л ь ны й о т ве т : D
|
(r |
− r ) |
|
||
3 |
2 |
1 |
0 |
|
|
|
|
R3 ( 1 − 1 ) 3 0 R r3
|
|
|
|
R |
3 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
(R − r ) + |
|
|
|
|
( |
|
|
− |
|
) |
|
3 |
|
|
2 |
3 |
|
|
|
|
R |
|
r |
|
|
|
0 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
3 |
|
|
||||
4 R |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(R − r ) + |
|
|
|
|
( |
|
− |
|
|
) |
|
3 |
|
|
2 |
3 |
|
|
|
R |
|
r |
|
|
||
0 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||||
1 . 2 . 1
Н . Т . 1 1 3 1 . Пр и по м ещ ен и и д и по ля во в не ш не е эле к тр иче с ко е по ле Е н а н его н ач и нае т де й ст в о ва ть м о м е нт пар ы с и л, р ав н ый
62
