Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методическое пособие по физике 2

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
23.03.2016
Размер:
411.81 Кб
Скачать

= ('* ) 1" ϕ " ( + 1 ) (3.4.6), ) 1 *, &

) &:

Ex = −

dϕ

 

1

 

 

d

 

q

 

 

 

= −

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2 + x2

 

dx

 

4πε

0 dx

 

 

! " & ' " & ) ' & (1 ( :

Ex =

q

(3.4.9)

 

4πε0 (R2 + 2 )3 2

 

 

4 + & , -" (1 * ) ) *, "

' " 0 (4.3.9) ( * 0:

dE

 

=

1 q (R2 + 2 ) − 3qx2

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 .

 

 

4πε

 

 

2

+ R2

3 2

dx

0

(

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" ", &

x2 + R2 – 3x2 = 0 .

& *

x = ± R

2

! " 2 % ) (4.3.9), & ):

q

Emax = 36πε0 R2 .

21

% %&-

3.4.01. " R ) ' (1 *0 '- (" σ . 3 (1 * $ ".

3.4.02. " * $ $ *$ ) " ) ) D = 0,6 )

) " ) ) d = 0,4 ), @) ) " @ ' (" q = 6·10–7 .

3.4.03. 3 ( r1 = 4 ) & " ' (1 - " ( & & + ' (" q = 2 ). ! " " ) ( ' (" ) # ( "

( ( r2 = 2 ). 2 ) ( # = 10 2. 3 0

* ' (" .

3.4.04. ' (1 & (1 " ( - & & + ' (" q = 22 . ! " " ) ( ' (" ) # (

( Dr = 2 ), 2 ) ( = 50 2. 3

0 * ' (" .

3.4.05. , ' (1 + " $ 792 , ) 0 -

* ' (", 0 3,33·10–7 /)2. 4 ) " ?

3.4.06. '" + $" & " ) " - $" r = 1,5 ) " - $" R = 3,5 ). 1" $"- ) 1 ' * $ U0 = 2300 . 0 * &

2 " " ) ( 2- ", "-( * ( ( 1 = 2,5

) " ( ( 2 = 2 ) $".

3.4.07. " - '"- % &- " R1 = 1 ), " - R2 = 4 ). 1" ) 1 ' * -

$ U0 = 3000 . 3 (1 * ( ( r = 3 )

$ .

3.4.08. , & '" & " +) $" ) " R1 = 1 ), ) ' (1 +) *0 λ = 2·10–8 /).

" * ' * $ " & 2- (, "(# ( -

( r1 = 0,5 ) r2 = 2 ) $".

3.4.09.(" ) " & -

*0 σ = 10–7 /)2. " * ' * $ " &

(, " ' + " ( , "-( " @ -

( r = 10 ).

3.4.10.(" q = 2·10–6 " ) B ) % + " R = 40 )). 3 $ ϕ ' (1 % + %$0 -

( ( r $ % +. +& * ϕ " ( r = 20 )).

22

3.5. . / )" % -/% -9 / )-/"# - 2)"#" !-/"#."! ! % ")+.

") -& /-' *-!-* *

! ) # " 2 2 & @) ' 0 -

( '$+ ' ("+ q , + ( " + '-

(", '" 0# 2 & . 2 ) 1 " * -

* *- & " " * +) 2 & ) ) ) )

pi = qil

(3.5.1)

-" qi — 0 ( & ' (" " (, l — , + -

$*- ' (" " ( 1 * ) + & (-

0 ) 1" 2 ) ' (" ).

! ( '$0 " 2 ' 0 ) ( '$ ,

+ B@) " *- ) ) " 2:

n

pi

P =

i=1

; P = σ ,

 

 

V

n

 

 

-" σ — ( * (' + (( '$+) ' (" "-

2, ) # ) 2 & , Pn — ) * ( -

(0# ( ( '$ .

( " 2 " , 1" 0#, &

( '$ & ' ' * 0 ' ) 0 * ))

( '$+ ' (" 2 :

 

 

(PdS) = −qp .

(3.5.2)

S

" ) * + ( 2 " 2 & 0

# ) 2 ) & ) ( ( " 2-

& ' ( '$+ ' ("+.

" ( " 2 " 0-

# )

) " ( ):

23

E dl = 0 .

(3.5.3)

L

 

! " ( " 2 * " ') ( (:

 

1

 

 

(EdS) =

ε0

(q + qp ) ,

(3.5.4)

S

 

 

& ) (3.5.3)

 

 

 

 

 

 

 

(ε 0 E+P)dS = q ,

(3.5.5)

S

'" * ε 0 E+P = D – 2 & "$ .

/& + (, & " ( '- " 2 P = ε0 χE , -" χ – " 2 & (

)& *, & )

D= ε0 ( χ + 1) E = ε0ε E ,

ε= χ +1– " 2 & ( $) *.

= ) ' ), I–e " ( " 2 (3.5.4) " 1 + * ' ":

(DdS) = q ,

(3.5.6)

S

 

-" q — )) + " + ' (" " 2. ( +- -

" ( ' (" I–e ' ( ":

(DdS) = ρdV .

(3.5.7)

S

V

 

3 - $ '" " " 2 " ( ) * - $*

(0# (1 2 &- ( " + " 0#

-& + (:

E1τ = E2τ ;

(3.5.8)

ε1E1n = ε2 E2n .

(3.5.9)

A " ) * 2 & , (

* ) " ( ( ( ( '$+ ' ("+, -

+ ) ) -" *0 ) 0 2 & -

24

, 2 ) " . ' (" "

" ( * ( - ' ( *' * "

& , ) ' (".

& 2 @) " " ( ( % )

$ = ϕq ,

-" q ϕ — ' (" $ ".

, @) * "

q

$ = ϕ1 ϕ2 =

(3.5.10)

q

,

(3.5.11)

 

U

 

-" q – 0 ( & ' (" " ", U = ϕ1 ϕ2

' * $ .

( )+ * " + " ) ): $#= $1 + $2+… (3.5.12)

( )+ " * " + ":

1

=

1

+

1

+ ....

(3.5.13)

 

 

 

$%& $1 $2

,-(, ' @ ( ",

W =

CU 2

(3.5.14)

 

.

2

 

 

 

,-( ' ) " ( " & & + ' ("

W =

1

 

q1q2

.

(3.5.15)

4πεε0

r

 

 

25

)-* )+ ) 3 !- $% %&

)-* ) 6. ! " " 0& 2 & ,

"" 1 0# @ " ' * $ U0.

) 1" " ) ' "-( ' " 2 " 2 &

$) *0 ε , & 2 *0 ' ( ( " 2-

). ' ( " 2 ) " ' (" + q0.

1." * , ( ( 2 & .

2.0 0 ) & +?

3 !- . (( 2-( " & ) (3.5.10) (3.5.14)

' + ( " 0# ) ' )

W =

q2

,

(3.5.16)

 

2$

-" q — ' (" .

' " & ) & + (-0 " 2, ') (( )-

* ", ( ') 0 ' (" dq.

') 2- " ) 1 " 0# ) -

' ) (" %%$) (3.5.16)):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dW =

 

q

 

dq −

 

 

q2

dC .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

2$2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" *

dA =

q

dq — , ( 2 & ')-

 

 

 

 

1

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 ' ("; dA =

q2

dC — ) & .

 

 

 

 

 

 

2

2C 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= ' * $ "" 1 ( " 1

U

 

=

q

 

, ) 1 ' *:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

$

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dA = U

dq ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dA = −

U02

dC .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

1 ) 1 " & *, ' (, & & * ) ( ' ("

+ q0, & ) — q = ε q0 :

ε q0

A1 = U0dq = U0q0 (ε −1) .

q0

2 "@), ' (, & @) * & * ) ( C0 = q0 ,

U0

& ) C = ε q0 :

U0

ε q0 /v0

U 2

U q

(ε −1) .

A2 =

2 dC = −

2

0

 

0

 

0

 

q0/v0

) ' & " ( 2 ' &, & * " "-

2 ).

% %&-

3.5.01. 3 @) * ", '- " )( $& )

% ) " R1 R2, ' (1 +) ' (" ) q. 1" " ) 2- % &- " " ( " 2 " 2 & - $) *0 ε .

3.5.02. ' " "- " 2 ε = 5 '" " " 2 & (1 *0 ! = 100 /). 3 ) ) * 0 -

0 * (' + ' (".

3.5.03. ( ( " " 2 & -

(1 *0 !1 = 10 /) 1 , & - α1 ) 1" ) *0

) - ( 30°. 3 (1 * (

!2 * (' + ' (", ' -

. 2 & ( $) * "+ ε 1 = 1.

3.5.04. ! '" + " ' " , -

1 + ( 4 )) "- "- , # # "*0 100 )2. "-

' (1 0 200 0& 0 . 0 " -

*, & + & * ( ) 1" " ) " '? *

' " & , -" " 0& 0 .

27

3.5.05. ! # "* 1" + - " 314 )2. (

) 1" ) 2 )). ! + "( ( '" (1 * (

) 1" ) 600 /). 0 1 ' *, & + " * ) 1" ) - " ( 0 , -

*0 ' ( " " ' (1 ( -

0&@ *0 (ε = 6)?

3.5.06. = & & + ' (" q = 3·10–6 ) # ( $ - ( ' "-

"- '- " 2 ε = 3. " ( r = 25),

R = 50 ). 3 2-0, ' 0&@ 0 " 2.

3.5.07. ( ) 1" ) - " 8 )).

! # "* 62,8 )2. 0 1 ' *, & + " * )-

1" ) " ' 1 # " #

6 )), + " " + & (1 ( 600

.

3.5.08. ! " ' " 2 ), - + "-

( ' * $ . A- 2-( 2 ) 2·10–5 1. !-

- " 0& & (1 (, " 2 +-

' ". , 0 " + * 2-

&- (, & + + * " 2, 7·10–5 1. 3 " 2-

& 0 $) *.

3.5.09. +& * @) * $" &- ", " - ) 0 " + R1 R2 ' (1 + ' (" ) q. " . 1" -

" ) " ( " 2 ε .

3.5.10. 3 @) * ", '- " )( " +) -

) " a , "(# ) ( " " 2 & $) *0

ε . ( ) 1" $) b, & ) b >> a () 1 & *, & ' (" ) " ( ( ).

28

"! )" 8!% )%," % ; 3

" " 1 * 5 ' " & - , ) - "

" $% % ' & 1.

 

 

 

3 ) ' " &

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

3.1.01

3.2.02

3.3.04

 

3.4.05

3.5.07

 

 

 

 

 

 

 

2

3.1.02

3.2.03

3.3.05

 

3.4.06

3.5.08

 

 

 

 

 

 

 

3

3.1.03

3.2.04

3.3.06

 

3.4.07

3.5.09

 

 

 

 

 

 

 

4

3.1.04

3.2.05

3.3.07

 

3.4.08

3.5.10

 

 

 

 

 

 

 

5

3.1.05

3.2.06

3.3.08

 

3.4.09

3.5.01

 

 

 

 

 

 

 

6

3.1.06

3.2.07

3.3.09

 

3.4.10

3.5.02

 

 

 

 

 

 

 

7

3.1.07

3.2.08

3.3.10

 

3.4.01

3.5.03

 

 

 

 

 

 

 

8

3.1.08

3.2.09

3.3.01

 

3.4.02

3.5.04

 

 

 

 

 

 

 

9

3.1.09

3.2.10

3.3.02

 

3.4.03

3.5.05

 

 

 

 

 

 

 

10

3.1.10

3.2.01

3.3.03

 

3.4.04

3.5.06

 

 

 

 

 

 

 

29

IV

30