электрическое поле создано равномерно распределенным по кольцу зарядом

Электрическое поле создано равномерно распределенным по кольцу зарядом

Плоское диэлектрическое кольцо радиусом R = 1 м заряжено зарядом q = 1 нКл, равномерно распределённым по периметру кольца. В некоторый момент из кольца удаляют маленький заряженный кусочек длиной 01497193d0f35ea94f26961897927214где a346d2eb81590303ee7f614d5688e089— угол, под которым виден этот кусочек из центра кольца, причём распределение остальных зарядов по кольцу не меняется. На сколько после этого изменится по модулю напряжённость электрического поля в центре кольца?

Вначале напряжённость электрического поля в центре кольца была равна нулю. Действительно, для каждого участка длиной 08203f0c611d83830c39330ed0e01121с зарядом 364c4e718323edd0a00be264baa350a5создающего в центре кольца напряжённость электрического поля, равную по модулю, согласно закону Кулона, 47bbdf13130cc99d5471c5bc3a371362и направленную противоположно радиусу кольца, проведённому из центра к кусочку, имеется на другой стороне кольца такой же кусочек длиной 01497193d0f35ea94f26961897927214создающий в центре кольца такое же по модулю и противоположно направленное электрическое поле. Поэтому по принципу суперпозиции электрических полей суммарное поле в центре кольца вначале было равно нулю.

После удаления такого кусочка напряжённость электрического поля в центре кольца изменится по модулю, очевидно, как раз на 93f99cc87fdc6fdd099be1818447ed0d

Ответ: 549e99f65ae6f1f87f9d4757a3299315

Критерии оценивания выполнения задания Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: формулы для работы сторонних сил в источнике тока для заряда и энергии конденсатора, закон сохранения энергии);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);

III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение«по частям» с промежуточными вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины

3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения(не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.).

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и(или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

Отсутствует пунктIV, или в нём допущена ошибка

2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Источник

Электрическое поле создано равномерно распределенным по кольцу зарядом

Плоское диэлектрическое кольцо радиусом R = 1 м заряжено зарядом q = 1 нКл, равномерно распределённым по периметру кольца. В некоторый момент из кольца удаляют маленький заряженный кусочек длиной RΔφ, где Δφ = 0,05 рад — угол, под которым виден этот кусочек из центра кольца, и заменяют его на другой, несущий такой же по модулю, но противоположный по знаку заряд. На сколько после этого изменится по модулю напряжённость электрического поля в центре кольца?

Вначале напряжённость электрического поля в центре кольца была равна нулю. Действительно, для каждого участка длиной 53aa3adccb6f5d3bd9224d12a461b5b6с зарядом 68ff368fa654450555aae99a6a5398b2создающего в центре кольца напряжённость электрического поля, равную по модулю, согласно закону Кулона, 47bbdf13130cc99d5471c5bc3a371362и направленную противоположно радиусу кольца, проведённому из центра к кусочку, имеется на другой стороне кольца такой же кусочек длиной 01497193d0f35ea94f26961897927214создающий в центре кольца такое же по модулю и противоположно направленное электрическое поле. Поэтому по принципу суперпозиции электрических полей суммарное поле в центре кольца вначале было равно нулю.

После удаления такого кусочка напряжённость электрического поля в центре кольца изменится по модулю как раз на 4382ffd1e27ff1cb883b58e9c39f45e5и будет направлена вдоль радиуса кольца R, проведённого из центра к удалённому кусочку. После замены кусочка на другой, несущий такой же по модулю, но противоположный по знаку заряд, модуль напряженности в центре кольца удвоится и станет равным f833b4aae64368ddce60759b9508ae51

Ответ: e0518ace2534e7168b255bb274dcbf25

Критерии оценивания выполнения задания Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: формулы для работы сторонних сил в источнике тока для заряда и энергии конденсатора, закон сохранения энергии);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений величин, используемых в условии задачи);

III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение«по частям» с промежуточными вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины

3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются следующие недостатки.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения(не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.).

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и(или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

Отсутствует пунктIV, или в нём допущена ошибка

2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Источник

Учебники

Журнал «Квант»

Общие

Закажите стакрил или наливной акрил на сайте Ecovanna-spb

§9. Электрическое поле и его свойства

9.11 Примеры расчета потенциалов электростатических полей.

Поле равномерно заряженной сферы.

Img Slob 10 9 190

Пусть электрическое поле создается зарядом Q, равномерно распределенным по поверхности сферы радиуса R (Рис. 190). Для вычисления потенциала поля в произвольной точке, находящейся на расстоянии r от центра сферы, необходимо вычислить работу, совершаемую полем при перемещении единичного положительного заряда от данной точки до бесконечности. Ранее мы доказали, что напряженность поля равномерно заряженной сферы вне ее эквивалентно полю точечного заряда, расположенного в центре сферы. Следовательно, вне сферы потенциал поля сферы будет совпадать с потенциалом поля точечного заряда

В частности, на поверхности сферы потенциал равен \(

Img Slob 10 9 191

Итак, распределение потенциала поля равномерно заряженной сферы имеет вид (Рис. 191)

Обратите внимание, поле внутри сферы отсутствует, а потенциал отличен от нуля! Этот пример является яркой иллюстрацией, того, что потенциал определяется значением поля от данной точки до бесконечности.

Поле равномерно заряженного кольца.

Img Slob 10 9 192

Вычислим потенциал поля, создаваемого зарядом Q, равномерно распределенным по тонкому кольцу радиуса R, причем ограничимся расчетом потенциала поля только на оси кольца (Рис. 192). Ранее мы вычислили напряженность поля на оси кольца, как функцию расстояния до его центра. Поэтому для вычисления потенциала можно, в принципе, подсчитать работу, совершаемую полем при перемещении заряда от данной точки до бесконечности. Однако, в данном случае проще воспользоваться принципом суперпозиции для потенциала поля. Для этого мысленно разобьем кольцо на малые участки, несущие заряд ΔQk. Тогда в точке, находящейся на расстоянии z от его центра, этот заряд создает поле, потенциал которого равен

Так как все точки кольца находятся на одинаковом расстоянии \(

r = \sqrt \) от рассматриваемой точки, то суммирование потенциалов полей, создаваемых зарядами ΔQk сводится к суммированию самих зарядов

График этой функции показан на рисунке. Там же повторен график зависимости напряженности поля кольца на его оси от расстояния до центра кольца. Напомним, что значения потенциала φ(z) в точке с координатой z численно равно площади под графиком зависимости E(z) в интервале от z до \(

Img Slob 10 9 193

Обратите внимание – так как проекция вектора напряженности не изменяет свой знак, то функция φ(z) является монотонной.

Поле равномерно заряженной бесконечной пластины.

Ранее мы показали, что электрическое поле, создаваемое бесконечной равномерно заряженной пластиной является однородным, то есть напряженность поля одинакова во всех точках, причем вектор напряженности направлен перпендикулярно плоскости, а его модуль равен \(

Img Slob 10 9 194

При традиционном выборе нулевого уровня потенциала \(

Img Slob 10 9 195

Поэтому следует воспользоваться произволом выбора нулевого уровня. Достаточно выбрать произвольную точку с координатой z = z, и приписать ей произвольное значение потенциала φ(z) = φ() (Рис. 195). Теперь, чтобы вычислить значение потенциала в произвольной точке φ(z), можно воспользоваться соотношением между напряженностью и потенциалом поля \(

из которого следует искомая зависимость потенциала от координаты (при z > 0)

В частности, можно задать произвольное значение потенциала самой пластины, то есть положить при z = z = 0 φ = φ(). Тогда значение потенциала в произвольной точке определяется функцией

график которой показан на рисунке 196.

Img Slob 10 9 196

То, что потенциал относительно бесконечности оказался бесконечно большим, вполне очевидно – ведь и бесконечная пластина обладает бесконечно большим зарядом. Как мы уже подчеркивали, такая система является идеализацией – бесконечных пластин не существует. В реальности все тела имеют конечные размеры, поэтому для них традиционный выбор нулевого потенциала возможен, правда в этом случае распределение поля может быть очень сложным. В рамках же рассматриваемой идеализации удобнее воспользоваться использованным нами выбором нулевого уровня.

Задание для самостоятельной работы.

Поле двух параллельных равномерно заряженных пластин.

Img Slob 10 9 197

Img Slob 10 9 198

Каждая равномерно заряженная пластина создает однородное поле, модуль напряженности которого равен \(

Складывая напряженности полей по принципу суперпозиции, получим, что в пространстве между пластинами напряженность поля \(

E = 2E_0 = \frac<\sigma><\varepsilon_0>\) вдвое превышает напряженность поля одной пластины (здесь поля отдельных пластин параллельны), а вне пластин поле отсутствует (здесь поля отдельных пластин противоположны).

Img Slob 10 9 199

Строго говоря, для пластин конечных размеров поле не является однородным, силовые линии поля пластин конечных размеров показаны на рисунке 199. Наиболее сильные отклонения от однородности наблюдаются вблизи краев пластин (часто эти отклонения называют краевыми эффектами). Однако, в области прилегающей к середине пластин поле с высокой степенью точности можно считать однородным, то есть в этой области можно пренебречь краевыми эффектами. Заметим, что погрешности такого приближения тем меньше, чем меньше отношение расстояния между пластинами к их размерам.

Для однозначного определения распределения потенциала поля, необходимо выбрать уровень нулевого потенциала. Будем считать, что потенциал равным нулю в плоскости расположенной по средине между пластинами, то есть, положим φ = 0 при z = 0.

Img Slob 10 9 200

Не смотря на произвол в выборе нулевого уровня потенциала, наш выбор может быть логически обоснован на основании симметрии системы. Действительно, рассматриваемая система зарядов зеркально повторяет себя при зеркальном отражении относительно плоскости z = 0 и одновременном изменении знаков зарядов. Поэтому желательно, чтобы и распределение потенциала обладало такой же симметрией: восстанавливалось при зеркальном отражении с одновременным изменением знака всех функций поля. Выбранный нами способ выбора нулевого потенциала удовлетворяет такой симметрии.

Img Slob 10 9 201

Задания для самостоятельной работы.

Источник

Электрическое поле создано равномерно распределенным по кольцу зарядом

Точечный положительный заряд находится в точке A на плоскости XOY и имеет координаты (0; 0). Определите, какими должны быть координаты другого такого же заряда для того, чтобы в точке B, координаты которой равны (3; 4), вектор напряжённости электростатического поля, созданного этими двумя зарядами, был направлен параллельно оси OX. Ответ запишите без скобок в виде двух цифр, разделённых запятой (без пробела).

Вектор напряженности поля в точке В, созданного положительным зарядом. находящимся в точке А, направлен от него. Результирующий вектор напряженности поля по условию направлен горизонтально. Тогда делаем вывод, что вектор напряженности поля в точке В, созданного зарядом, находящимся в точке С, должен быть направлен от него вниз. Кроме того модули векторов напряженности 334ec9aef1d2463d059a7e92cc25b944и 3e0bffb13fdd27946d168d521f5fa2f0должны быть равны. Тогда заряды равноудалены от точки В. Отсюда находим, что второй заряд находится в точке С с координатами (0;8).

Положительный электрический заряд равномерно распределён по очень длинной непроводящей нити BC. Точка A находится напротив одного из концов этой нити, так, что отрезки AB и BC перпендикулярны. Куда направлен вектор напряжённости электростатического поля, создаваемого в точке A заряженной нитью? В качестве ответа запишите номер стрелки (целое число от 1 до 6).

Разделим длинную нить на малые участки, каждый из которых обладает одинаковым зарядом (по условию заряд распределен равномерно по всей нити). Каждый из этих участков создает в точке А электрическое поле напряжённостью 95f728889c9db874787a5083bc31aed0вектор которого направлен из точки А по прямой, соединяющей этот малый участок (с учётом, что заряд положительный). При этом напряжённость поля, созданного точками, находящимися дальше вдоль нити, уменьшается, т. к. увеличивается расстояние до точки А. Общая напряжённость равна сумме векторов напряжённости 32ea5b2d25a7cced55473dbdb0a3fbe2Поэтому можно сделать вывод, что результирующий вектора напряжённости поля, созданного заряженной нитью в точке А, будет направлен по стрелке 5.

Отрицательный электрический заряд равномерно распределён по очень длинной непроводящей нити BC. Точка A находится напротив одного из концов этой нити, так, что отрезки AB и BC перпендикулярны. Куда направлен вектор напряжённости электростатического поля, создаваемого в точке A заряженной нитью? В качестве ответа запишите номер стрелки (целое число от 1 до 6).

Разделим длинную нить на малые участки, каждый из которых обладает одинаковым зарядом (по условию заряд распределен равномерно по всей нити). Каждый из этих участков создает в точке А электрическое поле напряжённостью 95f728889c9db874787a5083bc31aed0вектор которого направлен из точки А по прямой, соединяющей этот малый участок (с учётом, что заряд отрицательный). При этом напряжённость поля, созданного точками, находящимися дальше вдоль нити, уменьшается, т. к. увеличивается расстояние до точки А. Общая напряжённость равна сумме векторов напряжённости 32ea5b2d25a7cced55473dbdb0a3fbe2Поэтому можно сделать вывод, что результирующий вектора напряжённости поля, созданного заряженной нитью в точке А, будет направлен по стрелке 2.

Аналоги к заданию № 23300: 23332 Все

На рисунке представлено расположение двух неподвижных точечных электрических зарядов: −q и +2q. Как направлен (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости суммарного электрического поля этих зарядов в точке А? Ответ запишите словом (словами).

Вектор напряженности поля, созданного зарядом −q, направлен влево. Вектор напряженности поля, созданного зарядом +2q, направлен вправо. Так как заряд 2q больше по модулю и находится ближе к точке А, то его напряженность по модулю больше напряженности поля заряда −q. По принципу суперпозиции полей E = E2qEq и направлен вправо.

На рисунке изображен вектор напряженности Е электрического поля в точке С, которое создано двумя неподвижными точечными зарядами 4856c19f5f0711731cefe3579a1ab6fbи ec2c9450f1e54aee92e06c317e9d266bЧему равен заряд 266831554ca18be26e06436a9b9cea2aесли заряд 84870735fa357f1bfe446cbb762b7ad7? (Ответ дать в нКл.)

Вектор напряжённости электрического поля в точке C, по принципу суперпозиции, есть векторная сумма полей, создаваемых зарядами A и B по отдельности.

Напряжённость электрического поля точечного заряда пропорциональна величине заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния до заряда. Поле направлено от положительного заряда и к отрицательному. Поскольку заряд A отрицательный, суммарное поле в точке C может быть направлено только в область I (заряд B также отрицательный) или область II (заряд B положительный). Из рисунка видно, что суммарное поле направлено в область II, а значит, заряд положительный. Видно, что модуль вектора напряженности поля, создаваемого зарядом B, в 2 раза меньше, значит, модуль заряда B вдвое меньше модуля заряда A.

Обозначения в моём комментарии:

Отношение модулей напряжённости: |E(A)|/|(E(B)|=|q(A)|/|q(B)|*(R(B)^2)/(R(A)^2).

Если |E(A)|/|E(B)|=2, как следует из построения, то получаем:

Но так как R(B) не равен R(A), то |q(B)| не может быть равен 1 нКл, т.е. правильного ответа среди заданных нет.

Извините за некрасивость формул, но, к сожалению, редактор формул или вложения-картинки в комментарии у Вас не предусмотрены.

Спасибо за комментарий. Здесь действительно закралась ошибка, в этой задаче нет правильного ответа, а я все это проморгал 🙂

Насколько я понимаю, автор задачи предполагал, что оба заряда равноудалены от точки С, в этих предположениях и была решена задача, а картинка этому не соответствует. Так что я сейчас картинку переправлю. Еще раз спасибо.

На рисунке представлено расположение двух неподвижных отрицательных точечных электрических зарядов: –q и –q. Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости суммарного электрического поля этих зарядов в точке А? Ответ запишите словом (словами).

Вектора напряженности полей, созданных отрицательными зарядами, направлены к зарядам (вправо). По принципу суперпозиции полей напряженность поля в точке А равна сумме напряженностей полей, созданных каждым зарядом. Значит, этот вектор тоже направлен вправо.

В вершинах квадрата закреплены положительные точечные заряды – так, как показано на рисунке.

Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости электрического поля в центре O квадрата? Ответ запишите словом (словами).

По принципу суперпозиции, напряженность поля в точке О есть сумма напряженностей полей, создаваемых всеми зарядами по отдельности. Поле отрицательного точечного заряда направлено к заряду, а поле, создаваемое положительным зарядом, — от заряда. Поле точечного заряда пропорционально величине заряда и ослабевает с расстоянием как

ba41a332e311dc05fc20c468cff80598

Напряженность поля создаваемого зарядами q и 3q направлено в сторону заряда q и по модулю равна

bcb32aa65a3882862840f0810dbe8ff0

Напряженность поля создаваемого зарядами 2q и 4q направлено в сторону заряда 2q и по модулю равна

bcb32aa65a3882862840f0810dbe8ff0

Таким образом, вектор напряженности электрического поля в центре O квадрата направлен влево.

Грибник ушёл от дороги далеко в лес и заблудился. Компаса у него не было, погода была облачная, солнца не видно, а без ориентации по сторонам света найти дорогу к своему автомобилю было невозможно. Тут он вспомнил, что в кармане у него есть противобликовые автомобильные очки, покрытые поляроидной плёнкой. Он вышел на поляну, достал очки и стал их поворачивать вокруг оптической оси очковых стёкол, глядя сквозь них на небо в разных направлениях. Через небольшое время он смог определить направление на солнце.

Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, смысл его действий при таком способе ориентирования.

Справка: поляроидная плёнка имеет выделенное направление и пропускает только проекцию вектора напряжённости электромагнитного поля 52b2f97e120a3bbb8f701d2f6b3dbedfв световой волне на это направление.

1. Электромагнитные волны (свет от солнца) являются поперечными волнами, в которых векторы напряженности 52b2f97e120a3bbb8f701d2f6b3dbedfэлектрического и индукции 69e3966668f4dabe833bedf0903ccb0cмагнитного полей направлены взаимно перпендикулярно и перпендикулярно направлению распространения этих волн.

2. При облачной погоде до грибника на поляне доходит не прямой свет от солнца, а свет, прошедший через облака и сохраняющий поляризацию света от солнца.

3. Если смотреть в направлении солнца, то свет от облаков, как и свет солнца, не имеет выделенного направления светового вектора 5c4dfa8517c7b1deab1022c2e603413eто есть не поляризован.

4. В направлении, перпендикулярном направлению на солнце, прошедший через облака солнечный свет наиболее поляризован, так как векторы 52b2f97e120a3bbb8f701d2f6b3dbedfи 69e3966668f4dabe833bedf0903ccb0cлежат в плоскости, перпендикулярной лучу света от солнца и проходящей через луч зрения.

5. Вращая очки (то есть поляроидную пленку) вокруг их оптической оси, можно заметить, в каком направлении интенсивность пропущенного ими света сильнее всего меняется, — это будет направление, перпендикулярное лучам света от солнца.

Отметим, что свет от Солнца не является плоскополяризованным, поскольку он складывается из неупорядоченного излучения множества хаотически ориентированных атомов. Если смотреть в направлении солнца, то свет не будет поляризован. Смотреть нужно перпендикулярно этому направлению. Второе: солнечный свет рассеивается, рассеянный свет тоже ни в каком направлении не будет полностью поляризованным, но в перпендикулярном направлении его поляризация (относительная разность интенсивностей при повороте анализатора) максимальна.

Солнечный свет не поляризован!

В тексте указано, что погода облачная. Ошибки нет.

Грибник ушел от дороги далеко в лес и заблудился. Компаса у него не было, погода была облачная, солнца не видно, а без ориентации по сторонам света найти дорогу к своему автомобилю было невозможно. В кармане у него были противобликовые автомобильные очки, покрытые поляроидной плёнкой. Он вышел на поляну, достал очки и стал их поворачивать вокруг оптической оси очковых стекол, глядя сквозь них на небо в разных направлениях. Оказалось, что в одном из направлений интенсивность света, прошедшего через очки от облачного неба, сильно меняется, а в другом, перпендикулярном первому, не меняется. Помог ли грибнику этот факт сориентироваться?

Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, смысл его действий и укажите направление на Солнце.

Справка: поляроидная пленка имеет выделенное направление и пропускает только проекцию вектора напряжённости электромагнитного поля 52b2f97e120a3bbb8f701d2f6b3dbedfв световой волне на это направление.

1. Электромагнитные волны (свет от солнца) являются поперечными волнами, в которых векторы напряжённости 52b2f97e120a3bbb8f701d2f6b3dbedfэлектрического и индукции 69e3966668f4dabe833bedf0903ccb0cмагнитного полей направлены взаимно перпендикулярно и перпендикулярно направлению распространения этих волн.

2. При облачной погоде до грибника на поляне доходит не прямой свет от солнца, а свет, прошедший через облака и сохраняющий поляризацию света от солнца.

3. Если смотреть в направлении солнца, то свет от облаков, как и свет солнца, не имеет выделенного направления светового вектора 5c4dfa8517c7b1deab1022c2e603413eто есть не поляризован.

4. В направлении, перпендикулярном направлению на солнце, прошедший через облака солнечный свет наиболее поляризован, так как векторы 52b2f97e120a3bbb8f701d2f6b3dbedfи 69e3966668f4dabe833bedf0903ccb0cлежат в плоскости, перпендикулярной лучу света от солнца и проходящей через луч зрения.

5. Вращая очки (то есть поляроидную пленку) вокруг их оптической оси, грибник заметил, в каком направлении интенсивность пропущенного ими света сильнее всего менялась — это было направление, перпендикулярное лучам света от солнца. В направлении, перпендикулярном первому, интенсивность прошедшего света не менялась — это и было направление на солнце.

1. Найти старое дерево.

2. Посмотреть с какой стороны растет мох.

3. Мох растет только на северной стороне дерева.

Непроводящее кольцо равномерно заряжено по длине положительным электрическим зарядом. Из кольца вырезали очень маленький кусочек так, как показано на рисунке.

Куда направлен относительно рисунка (влево, вправо, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости электростатического поля в центре O кольца? Ответ запишите словом (словами).

Положительно заряженное кольцо с вырезом можно представить как положительно заряженное кольцо без выреза и наложенный отрицательно заряженный участок кольца на месте выреза (т. е. представим, что на месте выреза одновременно расположены положительный и отрицательный заряды). Кольцо в силу симметрии в точке O создаёт нулевую напряжённость, а маленький отрицательно заряженный участок создаёт направленную вверх напряжённость. Таким образом, вектор напряжённости электростатического поля в центре O кольца с вырезом направлен вверх.

Проволочный каркас, изогнутый в виде буквы П, заряжен равномерно по длине положительным зарядом. Определите, как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости электростатического поля, создаваемого этим заряженным каркасом в точке A. Ответ запишите словом (словами).

На каждом малом участке проводника 17e3d855d8e4734cdff491abc2c67cebнаходится положительный заряд 019eba3831a32542827be575df200d6eнапряжённость поля которого в точке А направлена от заряда. Суммарная напряжённость поля, созданного левым проводником, направлена вправо, правым — влево, верхним — вниз. Используя принцип суперпозиции полей, получаем, что результирующий вектор напряжённости направлен вниз.

Внутри незаряженного металлического шара радиусом r1 = 40 см имеются две сферические полости радиусами 67a1ac53c43e6f37852905144257eeb8расположенные таким образом, что их поверхности почти соприкасаются в центре шара. В центре одной полости поместили заряд feade12a38bc69b88e552ba459fd4c07нКл, а затем в центре другой — заряд b4e056364290dc0c9c2db1489c3fbd63нКл (см. рисунок). Найдите модуль и направление вектора напряжённости 52b2f97e120a3bbb8f701d2f6b3dbedfэлектростатического поля в точке d0d1b8c7663dfcfdcb50b21b4ceef92aнаходящейся на расстоянии e1e1d3d40573127e9ee0480caf1283d6= 1 м от центра шара на перпендикуляре к отрезку, соединяющему центры полостей.

В электростатике считается, что электрическое поле внутри металла отсутствует, так как иначе свободные заряды внутри металла двигались бы. Поэтому при помещении заряда 4dc5490e68656db5cf59233c8e88df74в первую полость на её стенках индуцируется заряд 3e2f1e3be5183c1531bfbed0f2621b4aи по принципу суперпозиции суммарное поле этих двух зарядов в металле шара равно нулю. По закону сохранения электрического заряда и в силу электронейтральности шара избыточный заряд равен bd53f6a49d15883cf139d3ab357db0bdОн вытесняется на поверхность шара и равномерно распределяется по ней, так как заряды внутри металла не создают поля и не влияют на распределение зарядов на поверхности шара.

После помещения заряда bd4d961178f7da8f558d848fd567d3eeво вторую полость всё происходит аналогичным образом, и на поверхность шара вытесняется дополнительно заряд 2ef4dfb333bb5bd29a1c7f66f52b0bd8так что теперь на поверхности шара равномерно распределяется суммарный заряд 5314a82e505e610e77dea2e41a4041d3

Поле равномерно заряженного шара вне его совпадает с полем точечного заряда, помещённого в центр шара, поэтому, согласно закону Кулона, поле в точке d0d1b8c7663dfcfdcb50b21b4ceef92aнаходящейся на расстоянии e1e1d3d40573127e9ee0480caf1283d6от центра шара, по модулю равно 13b818d7730554960b9fa936e9697c04В/м и направлено вдоль радиуса от центра шара к точке 5f4238afbd8792f5826e919e4ef8e1bd

Здесь 881343a008ee18431ca01df8f35b2d05— электрическая постоянная.

Ответ: 13b818d7730554960b9fa936e9697c04В/м, вектор 52b2f97e120a3bbb8f701d2f6b3dbedfнаправлен от центра шара к точке 5f4238afbd8792f5826e919e4ef8e1bd

Источник

Читайте также:  кот ездит по полу
Оцените статью
Мой дом
Adblock
detector