Р

Раздел 1. Электрическое поле в вакууме

ешение

Так как потенциал электростатического поля зависит только от координаты х, то напряженность поля можно вычислить следующим образом:

.

В векторной форме , где – единичный вектор вдоль оси х.

Значит, вектор напряженности поля направлен против оси х.

Ответ: 4.

№ 11

Поток вектора напряженности электростатического поля через замкнутую поверхность S равен …

1.

2.

3. 0

4.

Решение

В соответствии с теоремой Остроградского-Гаусса, поток вектора напряженности электрического поля в вакууме через замкнутую поверхность S произвольной формы численно равен алгебраической сумме электрических зарядов, заключенных внутри этой поверхности, деленной на ,

.

В данном случае суммарный электрический заряд внутри замкнутой поверхности равен 2q.

Ответ: 4.

№ 12

Электростатическое поле (см. рис.), создано одинаковыми по величине точечными зарядами Q₁ и Q₂. Вектор напряженности поля в точки Т ориентирован в направлении:

1. А;

2. В;

3. С;

4. D;

5. Е.

Раздел 1. Электрическое поле в вакууме

Решение

Модуль напряженности электрического поля точечного заряда рассчитывается по формуле . Из формулы видно, что модуль напряженности поля уменьшается с увеличением расстояния от точечного заряда до точки, в которой находится напряженность. В соответствии с принципом суперпозиции результирующая напряженность будет равна векторной сумме напряженностей . Схематически эту сумму можно изобразить с помощью рис.

Из рис. следует, что результирующая напряженность направлена влево.

Ответ: 1.

№ 13

Величина напряженности электростатического поля, создаваемого равномерно заряженной сферической поверхностью радиуса R, в зависимости от расстояния r от ее центра верно представлена на рисунке …

1. 2.

3. 4.

Решение

Внутри произвольной замкнутой проводящей поверхности напряженность электростатического поля отсутствует. За пределами поверхности, напряженность убывает по мере удаления от сферы.

Ответ: 2.

№ 14

Электрическое поле создано двумя бесконечными параллельными плоскостями, заряженными с поверхностными плоскостями +2σ и –σ. На рисунке показана качественная зависимость проекции напряженности поля Е_х от координаты x вне пластин и между пластинами.

Раздел 1. Электрическое поле в вакууме

Правильно отражает характер изменения потенциала φ этого поля график…

1. 2.

3. 4.

Решение

знак минус, определяет убыль потенциала , на промежутке , тогда , на промежутке (0; x) , тогда , на промежутке (x; ) , тогда .

Ответ: 1.

№ 15

В электрическом поле плоского конденсатора перемещается заряд +q в направлении, указанном стрелкой. Тогда работа сил поля на участке АВ …

1. отрицательна

2. равна нулю

3. положительна

Решение

Работа сил поля определяется выражением . Напряженность поля направлена от «плюса» к «минусу», поэтому положительный заряд +q перемещается вдоль поля. При этом совершается положительная работа.

Ответ: 3.

№

Раздел 1. Электрическое поле в вакууме

16

На рисунке показаны эквипотенциальные линии системы зарядов и значения потенциала на них. Вектор напряженности электрического поля в точке А ориентирован в направлении …

1. 3

2. 2

3. 1

4. 4

Решение

Напряженность электрического поля равна взятому с обратным знаком градиенту потенциала поля . Знак «минус» в выражении для напряженности указывает на то, что вектор напряженности поля всегда направлен в сторону убывания потенциала. Вдоль эквипотенциальной линии потенциал вообще не изменяется (по определению), поэтому во всех точках этой линии напряженность может быть направлена только перпендикулярно этой линии. Значит, варианты 2 и 4 не подходят в качестве ответа. Во всех точках пространства слева от нулевой эквипотенциальной линии потенциал меньше, чем справа. Поэтому напряженность электростатического поля должна быть направлена справа налево, т.е. по линии 1.

Ответ: 3.

№ 17

Жесткий электрический диполь находится в однородном электростатическом поле.

Момент сил, действующий на диполь, направлен …

1. к нам

2. вдоль вектора напряженности поля

3. против вектора напряженности поля

4. от нас

Решение

Момент сил, действующий на диполь определяется правилом “правого винта”.

Ответ: 1.

№ 18

Поле создано равномерно заряженной сферической поверхностью с зарядом –q. Укажите направление вектора градиента потенциала в точке А.

1. А – 3

2. А – 1