Файл: Задачник по физике.pdf

РАБОТА ЭС-1 и ЭС-2. ЗАДАЧА 1. Эквипотенциальные JПlНИИ.

1.Шар радиусом 20 м с зарядом 18'10·12 кл находится в воздухе. Найти

радиусы эквипотенциальНЫХ поверхностей, потенциалы которых ОТJШчаются друг от друга на 1,5 мВ.

2. Эквипотенциальная линия проходит через току с напряженностью 5

кВlM, отстоящую от точечного зарюха на раccroяпии 2,5 см. На каком

расстоянии о: создающего }аряда нужно провести другую

эквипотенциальную .iIИнию, чтооы напряжение Между линиями бъmо

равно 25 В?

3. Начертить схему силовых JШНИЙ И эквипотенциальных поверхностей

для системы двух точечных зарюхов + е и +4е , нахоДЯIЦИXСЯ на

расстоянии а друг от друга,

4. Начертить схему силовых линий и эквипотенциальных поверхностей

для системы двух точечных зарядов +е и -4е. находящихся на

расстоянии d друготДР)'Г8.

5. какое пале сmдaли бы две бeзqmrnчные взаимно перпендикулярные плоскости, если бы на них бьmи равномерно нанесены элеюричесmе

предыдущей задачи

7. l)есконечная тонкая п~ямая нить заряжена однородно с линейной плomocrью 2 мкКл/м. ПотеlЩИал на расстояmrn 1 м положить равным

II)'ЛЮ. Вычислить напряженнocrь и потеющал нз расстоянии 10м.

8. На каком расстоянии находятся дРуг от друга на;ходятся точки с rmностью потенциалов 1О В в задаче 71'

9. Бесконечно тонкая прямая нить ~eHa oДН<JpoДНo создaer на расстоянии 10 м напряженность поля 7,2 кВ/м. Прmrnмая потенциал

поля на расстоянии 1 м равным нулю, рассчитать координаты точек с

потенциалами 1О В и 20 В.

10. На каком расстоянии ДDVГ от друга находятся точки с разностью

потенциалов 1В в задзче91"

11. Заряд равномерно распределен по ~конечной плоскости с

поверхностной плотностью 10 и кдм .ОпредеJШТЬ разность

потенциалов двух точек поля, одна из которых находится на

плоскости, адругая удалена от плоскости на расстояние 1О см.

12. На каком расстоянии друг отдруга находятся эквипотенциальные поверхности в задаче 11, если между ними существует напряжение 2 В?

www.mitht.ru/e-library

-9-

РАБОТЛ ЭС-l и ЭС-2. Задача 2. Градиент вектора напряженности.

1. Бесконечная плоскость Pjiвномерио заряжена с поверхностной

ПЛ011ЮСТЪЮ заряда 4 нКлlм. Определить значение н направление

градиента потенциала электрического поля, созданного этой

плоскостью.

2.Напряженность однородного электрического поля равно 120 В/М. Определить разность потенциалов между этон точкой И другой, лежащей на той же силовой линии и отстоящей от П9'вой на 1мм.

3.Элеюростатическое поле создается бесконечнои ~ой нитью,

заряженной равномерно с линейной плотностью 50 пКл/см. Определите числовое значение и направ..'Iение градиента потенциала

вточке на расстоянии 0.5 м ffi'шrrи.

4.Градиент однородного электростатического поля равен 282 В/М.

Определить величину и знак поверхноcrной плотности заряда плоскости, создавшей это поле, если вектор градиента направлен к

плоскости.

5. Электp(JCТатическое поле создается положительным точечным

зарядом. Определите числовое значение н направление градиента

ПОJ!epXНости шаеа.

8. Заряд, равныи - 5 мккл равномерно распределен по поверхнocm

ПОЛОГО шара радиусом 1 см. Определить направление и значение

градиента потенциала в точке, находящeitся на расстоянии 15 см от

центра шара..

9. ротеI;JЦИaJ~ некоторого электростатического ПOJIJl имеет вид: Ф =Ф(х

+ l'+ z ).Определитъ МОДУЛЬ градиента этого поля. ЯвmIется ли

Написать выражение для потенциала.

11. Бесконечная ТОНI<ЗЯ прямая нить Hecer ~HOМepвo pacnpeдenенный

по длине нити заряд с плотнОСТЬЮ 1 нКлlм. Каков ~eнт

потенциала в 10чке, удаленной на расстояние 10 см от нити? Укaзa:rь

его направление.

12. Найти потенциал элеК'IpOCтатического поля напряженность которого

имеет вид Е = а( у i,J.. xj).

www.mitht.ru/e-library

-10-

РАБОТА ЭС-1, ЭС-2. Задача 3. Поток вектора напряженности.

1. Электрическое поле создано бесконечной прямой равномерно

заряженной нитью. Линейная плотность заряда равна 0,3 MкКiI!M.

Определить поток вектора напряженности Ч~ поверхность

соосного с нитью цилиндра радиусом 5см и высотои 1О см.

2. Опреде;шть поток вектора напряженности в задаче 1 через

прямоугольную площадку, две большие стороны которой

параллельны заряженной mrnии и

удалены от неё на расстояние 20 см ближняя и 40 см дальняя,

основание площадки равно 1О см.

3. Две параллельные бесконечно прямые нити несут заряды,

равномерно расп~деленные по длине. Линейные плотности

зарядов равны + 0,1 мкКл/м И - 0,2 мкКл/м. Расстояние между

нитями 2 см. Определить поток вектора напряженности через

поверхность цилиндра, ось которого параллельна нитям и проходит

на расстоянии 1 см от каждой, радиус цилиндра 5 см, его высота 20

см.

4. Определить поток вектора напряженности в задаче 3, если линейные плотности зарядов равны и составляют 1мкКл/м.

5.Определить поток вектора напряженности в задаче 3, если линейные

плотности зарядов равны по величине 2 мкКлIм И противоположны

по знаку.

6. Определить поток вектора напряженности в задаче 2, если площадка имеет форму квадрата, сторона которого равна 1О см.

7.В центре сферы радиусом 20 см находится точечный за~яд 10 нКл.

Определить поток вектора напряженности через часть сферической

поверхности ШlOщадью 20 см .

8.Бесконечная плоскость несет заряд,2равномерно распределенный с

поверхностной плотностью 1 мкКлIм . На некотором расстоянии от

плоскости параллельно ей расположен круг радиусом 1О см. ВычисJШТЬ поток вектора напряженности через этот Ig>yr.

9. Вычислить поток вектора напряженности в задаче 8, естl плоскость

круга составляет с направлением заряжснной плоскости угол 300

10. Точеный заряд величиной 1 MкIGr окружен сферой радиусом 4 см.

Определить поток вектора напряженности через половину

поверхности сферы.

J1. Металлический шар радиусом 5 см имеет заряд 4 мкКл. Опредemпь

поток вектора напряжеmюсти через Поверхность сферы радиусом 25 см, если заряженный шар находится янyrpи.

12. Шар из па~афшm радиусом 3 см имеет объемную ШIOТНOCfЬ заряда равную 1 мкКл/м. Найти поток вектора напряжеШJОСТИ через одну из

поверхностей куба, внутри которого находиrcя заряженный шар, сторона куба равна 1О см.

www.mitht.ru/e-library

-11-

Работа ФПЭ-О2. Задача 1. Поле диполя.

1. ОпредеJШТЬ напряженность и потеlЩИал поля создаваемого

диполем с электрическим моментом 1 нкл м на расстоЯШfИ 25

см от центра диполя, в нanравленlШ перпендикулярном оси

диполя.

2. Диполь с элекrpическим моментом 100 пКл м свободно

уcтaнaвливaercя в однородном электрическом поле

напряжешюстъю 100 кВlM. Найдите рабо1У необходимую для

того, чтобы по:вернугь диполь на 1800.

3.ДШIоль с электрическим моментом 0,12 нкл м образован двумя

точечными зарядами+1 нКл. Найти напряженность и потеIЩИал

электрического поля в точках, находящихся на оси ДИПОЛЯ на

J?OCCЮЯНИИ 8 см от центра ДШIоля,

4. ДШ10JIЬ С электричесюw моментом равным 20 nКлм находится в неоднородном мarниrnом поле. Степень неоднородноcrn: поля в

направлеюш оси диполя: dEldx = 1 МВ/м2 . Вычислите силу,

дейcmующую наДIПюль а :лом направлении.

5. Определить напряжешюстъ и потенциа.l поля, создаваемого ДШЮJIeМ С электрическим моменгом 4 пКл м на расстоянии 1О см от центра диполя, в направлении, сосraв.ПЯЮЩИМ угол 60" с

вектором электрического момент.

6. ДИполь с элекгрическим моментом 100 пкл м свободно

Устанaвmmaeтcя в однородном электрическом поле

нanpяженн()(..'ТЬЮ 150 кВ/М. Вычислить wбо11', необходимую для того, чтобы повepнyrь дшюль наугол 1800.

7. Два ДИПОЛЯ с электрическими моментами 1 пкл м и 4 пКл м находятся на расстоянии 2 см друг от дpyra. найти си.:зу их

взаимодействня, если оси диполей лежат на одной прямой.

8. Перпендикулярно длинному прямому проВОДУ, равномерно

заряжеIШОМУ с линейной плотностью 0,1 мкКл/м. на ~оянии

20 см помешен диполь с электрическим моментом 1О мкКл/м.

найдите величину и направление силы дейCIВYJ()Щей на диполь.

9.Два ДИПОЛЯ с электрическими моменгами 20 iIКл м и 50 пкл м

находятся на расСТОЯНШI 1О см друг от друга, так что их оси

лежат на на одной прямой ВЫЧИCJППЪ взаимную потеlЩИальную

энерлпо диполей.

10. ДИполь с электрическим момеlПOМ р = 10 пкл м находится на расстоянии г = 10 СМ от длинной ниrи~ заряжеIШОЙ равномерно С линейной плотностью 0,5 мкКл/м .найти силу, действующую на

диполь, ест! вектор р ориентирован вдоль юпи.

11. Найти силу, действующую на диполь в задаче 1О, если вектор р

ориентирован перпендикулярно к нlПИ И радиус-векroру г.

12. найти силу, действующую на диполь в задаче 10, если вектор Р

ориентирован по радиус-веюору г.

www.mitht.ru/e-library