ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 50
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В настоящей работе студентам предлагается решить 4 типовые задачи, каждая из которых разбита на 25 вариантов.
При решении задач необходимо выполнить следующее:
-
Сформулировать задачу, т. е. записать конкретное словесное условие задачи с числовыми значениями. -
Дать конкретный чертеж, поясняющий содержание задачи соответствующего варианта. -
Решение задачи сопровождать краткими, но исчерпывающими пояснениями, раскрывающими физический смысл употребляемых формул (указать основные законы, буквенные обозначения величин). -
Решить задачу в общем виде и получить рабочую формулу, т. е. выразить искомую величину в буквенных обозначениях величин, заданных в условии задачи. -
Выразить все величины, входящие в рабочую формулу, в единицах СИ. -
Подставить в рабочую формулу числовые значения, выраженные в единицах СИ. -
Произвести вычисление величин, руководствуясь правилами приближенных вычислений. -
Проверить, дает ли рабочая формула правильную размерность искомой величины.
Настоящие методические указания содержат задачи на следующие темы:
-
Напряженность электростатического поля точечных зарядов. -
Взаимодействие зарядов и заряженных тел. -
Определение индукции магнитного поля токов. -
Сила Лоренца. Сила Ампера. Закон электромагнитной индукции Фарадея.
ЗАДАЧА 1. НАПРЯЖЕННОСТЬ
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ ТОЧЕЧНЫХ ЗАРЯДОВ
В вершинах геометрической фигуры (рис. 1) расположены заряды, обозначенные q1, q2, …, q6. Заряд и напряженность электрического поля в центре геометрической фигуры обозначаются соответственно q0, Е0. Заряд, расположенный в середине какой-либо стороны фигуры, и напряженность поля в этой же точке обозначается Qik и Eik (например, Q12 обозначает, что посредине между зарядами q1 и q2 находится заряд Q12; напряженность поля посредине между этими зарядами обозначается Е12). В зависимости от номера варианта необходимо найти или напряженность Е0 (или Еik), или заряд qi
(или Q0, или Qik). Сторона фигуры обозначается буквой а.
Варианты расположения зарядов даны на рис. 1. Значения зарядов, напряженностей и стороны фигуры к задаче 1 даны в табл. 1, 2.
| Варианты | ||||
| 1 – 5 | 6 – 10 | 11 – 15 | 16 – 20 | 21 – 25 |
 | | | | |
| α = 600 | α = 450 | | α = 600 | |
Таблица 1
Значения зарядов к задаче по теме № 1
| Вариант | Геометрическая фигура | q1, Кл | q2, Кл | q3, Кл | q4, Кл | q5, Кл | q6, Кл |
| 1. | Треугольник | 5 ∙ 10-9 | 5 ∙ 10-9 | -5 ∙ 10-9 | - | - | - |
| 2. | Треугольник | 10-8 | 10-8 | 10-8 | - | - | - |
| 3. | Треугольник | 5 ∙ 10-9 | -5 ∙ 10-9 | 5 ∙ 10-9 | - | - | - |
| 4. | Треугольник | 1,5 ∙ 10-8 | 5 ∙ 10-9 | -1,5∙10-9 | - | - | - |
| 5. | Треугольник | 10-8 | 10-8 | 10-8 | - | - | - |
| 6. | Треугольник | 10-8 | 2 ∙ 10-8 | 2 ∙ 10-8 | - | - | - |
| 7. | Треугольник | -3 ∙ 10-8 | -3 ∙ 10-8 | -3 ∙ 10-8 | - | - | - |
| 8. | Треугольник | 10-8 | -10-8 | -10-8 | - | - | - |
| 9. | Треугольник | 0 | 3 ∙ 10-8 | 3 ∙ 10-8 | - | - | - |
Продолжение табл. 1
| Вариант | Геометрическая фигура | q1, Кл | q2, Кл | q3, Кл | q4, Кл | q5, Кл | q6, Кл |
| 10. | Треугольник | ? | -10-8 | -10-8 | - | - | - |
| 11. | Квадрат | 10-8 | 10-8 | -2 ∙ 10-8 | 4 ∙ 10-8 | - | - |
| 12. | Квадрат | 5 ∙ 10-9 | -5 ∙ 10-9 | -5 ∙ 10-9 | -5 ∙ 10-9 | - | - |
| 13. | Квадрат | 2 ∙ 10-8 | -2 ∙ 10-8 | -2 ∙ 10-8 | 2 ∙ 10-8 | - | - |
| 14. | Квадрат | 10-8 | 10-8 | -2 ∙ 10-8 | -2 ∙ 10-8 | - | - |
| 15. | Квадрат | 10-8 | 2 ∙ 10-8 | 3 ∙ 10-8 | 4 ∙ 10-8 | - | - |
| 16. | Ромб | 5 ∙ 10-9 | -5 ∙ 10-9 | 5 ∙ 10-9 | 5 ∙ 10-9 | - | - |
| 17. | Ромб | -10-8 | 5 ∙ 10-9 | -10-8 | -5 ∙ 10-9 | - | - |
| 18. | Ромб | 4 ∙ 10-9 | 8 ∙ 10-9 | 4 ∙ 10-9 | 0 | - | - |
| 19. | Ромб | 5 ∙ 10-9 | -5 ∙ 10-9 | 5 ∙ 10-9 | -5 ∙ 10-9 | - | - |
| 20. | Ромб | -10-8 | 10-8 | -10-8 | 10-8 | - | - |
| 21. | Шестиугольник | 4 ∙ 10-8 | 8 ∙ 10-8 | 8 ∙ 10-8 | 4 ∙ 10-8 | 8 ∙ 10-8 | -8 ∙ 10-8 |
| 22. | Шестиугольник | 3 ∙ 10-8 | 3 ∙ 10-8 | 3 ∙ 10-8 | -3 ∙ 10-8 | -3 ∙ 10-8 | -3 ∙ 10-8 |
| 23. | Шестиугольник | -10-8 | -2 ∙ 10-8 | 5 ∙ 10-8 | 2 ∙ 10-8 | 2 ∙ 10-8 | 5 ∙ 10-8 |
| 24. | Шестиугольник | 2 ∙ 10-8 | 2 ∙ 10-8 | 4 ∙ 10-8 | 2 ∙ 10-8 | 2 ∙ 10-8 | -4 ∙ 10-8 |
| 25. | Шестиугольник | 10-8 | 3 ∙ 10-8 | 5 ∙ 10-8 | 10-8 | 3 ∙ 10-8 | ? |
| 26. | Квадрат | -5 ∙ 10-9 | 10-9 | 5 ∙ 10-9 | 10-9 | - | - |
Таблица 2
Значения напряженностей, зарядов и стороны фигуры
к задаче по теме № 1
| Вариант | Q0, Кл | Е0, В/м | Qik, Кл | Еik, В/м | а, м |
| 1. | - | ? | - | - | 3 ∙ 10-2 |
| 2. | ? | - | - | Е12 = 0 | 2 ∙ 10-2 |
| 3. | - | - | - | Е12 - ? | 5 ∙ 10-2 |
| 4. | - | - | - | Е12 - ? | 5 ∙ 10-2 |
| 5. | - | ? | Q23 = 10-9 | - | 10-2 |
| 6. | - | - | - | Е23 - ? | 3 ∙ 10-2 |
| 7. | - | - | - | Е23 - ? | 2 ∙ 10-2 |
| 8. | - | - | Q13 = 10-8 | Е23 - ? | 2 ∙ 10-2 |
| 9. | - | - | Q12 = Q13 = 10-8 | Е23 - ? | 10-2 |
| 10. | - | - | - | Е23 = 1,8 ∙ 106 | 10-2 |
| 11. | - | ? | - | - | 2 ∙ 10-2 |
| 12. | - | ? | - | - | 5 ∙ 10-2 |
| 13. | - | - | - | Е23 - ? | 4 ∙ 10-2 |
| 14. | ? | - | - | Е12 = 0 | 3 ∙ 10-2 |
| 15. | - | ? | - | - | 5 ∙ 10-2 |
Продолжение табл. 2
| Вариант | Q0, Кл | Е0, В/м | Qik, Кл | Еik, В/м | а, м |
| 16. | - | ? | - | - | 4 ∙ 10-2 |
| 17. | - | ? | - | - | 3 ∙ 10-2 |
| 18. | - | ? | - | - | 5 ∙ 10-2 |
| 19. | - | ? | Q12 = Q23 = 10-8 | - | 4 ∙ 10-2 |
| 20. | - | 3,89 ∙ 105 | Q12 = Q23 - ? | - | 4 ∙ 10-2 |
| 21. | - | ? | - | - | 5 ∙ 10-2 |
| 22. | - | ? | - | - | 2 ∙ 10-2 |
| 23. | - | ? | - | - | 5 ∙ 10-2 |
| 24. | - | 0 | Q16 = Q56 - ? | - | 4 ∙ 10-2 |
| 25. | - | 0 | - | - | 5 ∙ 10-2 |
| 26. | - | 0 | Q23 = Q34 - ? | - | 10-2 |