Направление напряженности поля

Решение задач по физике и электротехники

В курсе изучаются фундаментальные законы физики, как основа современной техники и технологии. Без глубокого изучения физических законов невозможно понимание современных технологических процессов, использующихся в промышленности. В курс включены как основные разделы физики, так и использование законов физики в современной технике и технологии.

Два равных заряда  противоположных знаков создают электростатическое поле. В какой из отмеченных на рисунке трех точек А, В, С напряженность электростатического поля наибольшая? Ответ обоснуйте.

Решение: Чтобы определить, в какой точке А, В или С напряженность наибольшая, надо в каждой точке показать направления векторов напряженностей, создаваемых каждым зарядом, а затем оценить величину суммарной напряженности. Для этого поместим мысленно в точку А положительный заряд. Заряд   будет его отталкивать и, следовательно, сила, действующая со стороны заряда  и напряженность  будут направлены влево. Отрицательный заряд будет притягивать, т.е.  будет направлена вправо. Кинематика гармонических колебаний 

Рассуждая аналогичным образом, покажем направления  и  в точках В и С. Как следует из рисунка, только в точке В результирующая напряженность  равна сумме  (направления напряженностей совпадают; т.к. они равны по величине, то на рисунке показан один вектор).

В точках А и С суммарная напряженность равна разности напряженностей   и . Следовательно, наибольшая напряженность будет в точке В.

Ответ: наибольшая напряженность будет в точке В.

8. Три отрицательных точечных заряда по 2,7789∙10-7 Кл каждый расположены в вершинах равнобедренного прямоугольного треугольника. Определите напряженность в точке посредине гипотенузы длиной 10 см. Принять . Результат выразить в МВ/м (1МВ/м=106В/м) и округлить до целого числа.

Дано:

q1 = q2 = q3 = 2,7789∙10-7 Кл

CB = 10 см

CD=DB

EA= ?

Решение: Покажем направление напряженностей, создаваемых в точке А тремя отрицательными зарядами (воспользуемся принципом суперпозиции или наложения полей, т.е. принципом независимости действия зарядов. Поскольку все заряды отрицательные, то напряженности, создаваемые зарядами q1 , q2 ,q3 направлены в сторону зарядов. Напряженности  равны по величине, т.к. заряды равны и точка А расположена на одинаковом расстоянии от зарядов, т.е.

,

по условию

СА = СВ/2.

Из геометрии рисунка следует, что суммарная напряженность в точке А равна  а ее модуль .

Таким образом:

Подставим числовые данные:

.

Ответ: E =1 МВ/м.

Положительный точечный заряд перемещается вдоль силовых линий однородного электрического поля. Напишите формулу работы этого поля по перемещению заряда q. Постройте график зависимости работы от длины х: участка пути, по которому в поле перемещается заряд.

Заряды +1 мкКл и -1 мкКл находятся на расстоянии 10 см друг от друга, как показано на рисунке. Определите потенциал поля в точке А, удаленной на расстояние 10 см от положительного заряда.

При переносе точечного заряда q = 10 нКл из бесконечности в точку М, расположенную на расстоянии l = 10 см от поверхности заряженного металлического шара, была совершена работа А = 0,5 мкДж.

Емкость плоского конденсатора 200 пФ. Диэлектрик – фарфор (диэлектрическая проницаемость фарфора равна 5).

Конденсатор состоит из нескольких металлических листов, проложенных стеклянными прокладками толщиной 2 мм. Площадь листа 200 см2, диэлектрическая проницаемость стекла 7.

Электроны, ускоренные разностью потенциалов  = 1кВ, влетают в электрическое поле отклоняющих пластин параллельно им, а затем попадают на экран, расположенный на расстоянии   от конца пластин.

Расстояние электрона от ядра атома водорода 1∙10-10 м. Заряд электрона 1,6∙10-19 Кл.

Динамика материальной точки Динамика материальной точки и твердого тела. Понятия силы, массы, количества движения. Законы Ньютона. Динамика тел при вращательном движении. Понятия момента сил, момента инерции, момента количества движения. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела. Условие равновесия тел. Вес тела и его измерение. Закон сохранения момента количества движения. Центрифуги. Центробежные фильтры. Работа и энергия. Работа переменной силы. Мощность. Энергия кинетическая и потенциальная. Кинетическая энергия вращающегося тела. Закон сохранения энергии в механике. Мощности машин и связь с экологией. Силы упругости и трения. Виды деформации. Закон Гука. Энергия упруго-деформированного тела. Силы трения покоя, скольжения и качения. Коэффициент трения. Роль сил трения в технике. Силы тяготения. Закон всемирного тяготения. Гравитационное поле и его напряженность. Потенциальные силовые поля. Космические скорости.
Диэлектрическая проницаемость среды