5.3 Вариант 3

• 5.3.1. На некотором расстоянии друг от друга в точках О и В находятся два одинаковых по мо­дулю точечных заряда. На рисунке показано рас­пределение напряженности электростатического поля между зарядами Е(г). Определите знаки за­рядов.

• 5.3.2. Расстояние между двумя точечными зарядами q₁ = 7 · 10^-9Кл и q₂ = -14·10^-9Кл равно 5,0 см. Найдите напряженность электростатиче­ского поля в точке, находящейся на расстоянии 3.0 см от положитель­ного заряда и 4,0 см от отрицательного.

• 5.3.3. С какой силой, приходящейся на единицу площади, отталкиваются две одноименно заряженные бесконечно протяженные плоскости с одинаковой поверхностной плотностью заряда σ= - 2,0 мкКл/м²?

о\

• 5.3.4. На рисунке показано распределение напряженности электростатического поля Е_х(х), созданного двумя параллельными заряженными бесконечными пластинами, вдоль направления х. Как различаются поверхностные плотности зарядов σ₁ и σ₂ на этих пластинах по знаку и по модулю?

• 5.3.5. Сравните входящий и выходящий потоки вектора напряженности Е однородного электро­статического поля через замкнутую поверхность прямой трехгранной призмы. Передняя грань призмы перпендикулярна Е и имеет размеры h x h, а нижняя - параллельна Е.

5.3.6. По поверхности диска радиусом R = 1,0 см равномерно распре­делен заряд q=1,0·10^-9Кл. Используя принцип суперпозиции, найдите напряженность электростатического поля Е в точке, расположенной на перпендикуляре к диску на расстоянии h = 1.0 см от его центра.

• 5.3.7. Лист стекла толщиной d с диэлектрической проницаемостью е равномерно заряжен с объем­ной плотностью заряда +ρ. Используя теорему Гаусса и учитывая симметрию поля слоя отно­сительно плоскости MN, определите напряжен­ность Е и электрическое смещение D в точках А, В, С. Постройте графики зависимости Е(х) и D(x), где х – расстояние от точки О.

5 .4 . Вариант 4

• 5.4.1. На некотором расстоянии друг от друга в точках О к В находятся два одинаковых по мо­дулю точечных заряда. На рисунке показано распределение напряженности электростатического поля Е(r) между зарядами. Определите знаки за­рядов.

• 5.4.2. В вершинах квадрата со стороной а находятся одинаковые заряды +q. Какой заряд Q необходимо поместить в центре квадрата, чтобы вся система зарядов находилась в равновесии?

• 5.4.3. Бесконечная прямая нить, равномерно за­ряженная с линейной плотностью заряда τ₁ =+3,0·10^-7Кл/м², и отрезок нити длиной l = 20 см, равномерно заряженный с линейной плотностью заряда τ=+2,0·10^-7Кл/м². расположены в од­ной плоскости перпендикулярно друг другу на расстоянии r_о = 10 см. Определите силу взаимо­действия между ними.

• 5.4.4 На рисунке показано распределение на­пряженности электростатического поля Е_r(х), созданного двумя параллельными заряженными х бесконечными пластинами, вдоль направления .г. Как различаются поверхностные плотности за­рядов σ₁ и σ₂ на этих пластинах по знаку и по модулю?

•

5.4.5. Вблизи точечного заряда q на равных рас­стояниях от него расположены, как показано на рисунке, две поверхности: плоская S1 и сфериче­ская S2 Сравните потоки вектора напряженно-сти Е электростатического поля, создаваемого зарядом q, через данные поверхности.

•

5.4.6. Тонкое полукольцо радиусом R равномерно заряжено с линейной плотностью заряда +r. Ис­пользуя принцип суперпозиции, определите на­пряженность электростатического поля Е в цен­тре кривизны полукольца.

• 5.4.7. По поверхности длинной металлической трубки радиусом R = 4,0-10ˉ²м равномерно распределен заряд. Напряженность электростатического поля Е на расстоянии а = 0,10 м от оси трубки равна 100 В/м. Используя теорему Гаусса, найдите линейную и поверхност­ную плотность заряда трубки. Постройте график зависимости Е{r), где r - расстояние от оси трубки.