электрическое поле создано системой точечных зарядов

Электростатическое поле создано системой точечных зарядов (см. рисунок). Вектор напряжённости поля в точке A ориентирован в направлении … 1) 8; 2) 6; 3) 2; 4) 4; 5) 5; 6) 7; 7) 1; 8) 3.

146133 Готовое решение: Заказ №8798

146127 Тип работы: Задача

146124 Статус: Выполнен (Зачтена преподавателем ВУЗа)

146122 Предмет: Физика

146128 Дата выполнения: 29.09.2020

146132 Цена: 209 руб.

Описание и исходные данные задания, 50% решения + фотография:

№1 11.6. Электростатическое поле создано системой точечных зарядов (см. рисунок). Вектор напряжённости поля в точке A ориентирован в направлении …

187335

1) 8;

2) 6;

3) 2;

4) 4;

5) 5;

6) 7;

7) 1;

8) 3.

Решение.

Вектор напряжённости поля, создаваемого точечным зарядом, направлен от положительного заряда или к отрицательному заряду. Таким образом, в данном случае имеем:

187336

187337

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔ 396373 396374

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Источник

Электрическое поле создано системой точечных зарядов

Напряженность электрического поля измеряют с помощью пробного заряда f478505b13b9070f6dbed50d36ec438cЕсли величину пробного заряда уменьшить в n раз, то модуль напряженности измеряемого поля

2) увеличится в n раз

3) уменьшится в n раз

4) увеличится в e14fb2513dabefd4dca5fc8541b4004fраз

Сила, с которой электрическое поле действует на пробный электрический заряд пропорциональна величине этого заряда, поэтому величина напряженности электрического поля не зависит от величины пробного заряда 00e59e911daa4d1d2d6ced345ecfca87

по этой формуле же увеличится в n раз

Читайте внимательнее. Сила, действующая на пробный заряд, пропорциональна его величине. Если бы напряженность зависела от величины заряда, то какой бы был прок в такой характеристике поля?

Для электрической напряженности также существует формула E=k*q/r^2. по ней напряженность и заряд прямопропорциональны. как быть?

Напряженность создает другой заряд, который не изменяется.

Металлическому полому телу, сечение которого представлено на рисунке, сообщен отрицательный заряд. Каково соотношение между потенциалами точек 1, 2 и 3, если тело помещено в однородное электростатическое поле?

1) cee3baf223ea881d6a35ca6e293fc63b

2) 2104a47b23021f10f4134efcb7052692

3) 8ed850bcc903ec77402c1acf4a598256

4) b5fbf9d84b64a34b9f3c438ab7a5dbc3

Металл является проводником. Проводник, помещенный в электростатическое поле является эквипотенциальным телом, то есть все его точки находятся под одинаковым потенциалом. Действительно, если предположить обратное и допустить, что в проводнике есть точки с разными потенциалами, то между этими точками будет ненулевая разность потенциалов, а значит, эти точки проводника будут находиться под ненулевым электрическим напряжением, но тогда в проводнике должен течь ток, что противоречит исходному предположению о том, что все электростатично. Таким образом, при помещении проводника в электростатическое поле заряды на его поверхности всегда перераспределяются таким образом, чтобы потенциал всех точек был одинаковым. Более того, если в проводнике имеется полость, то все точки полости также имеют потенциал, совпадающий по величине с потенциалом проводника. Это явление называется экранировкой электростатического поля. Таким образом, верно утверждение 1.

Источник

Электрическое поле

По современным представлениям, электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждое заряженное тело создает в окружающем пространстве электрическое поле. Это поле оказывает силовое действие на другие заряженные тела. Главное свойство электрического поля – действие на электрические заряды с некоторой силой. Таким образом, взаимодействие заряженных тел осуществляется не непосредственным их воздействием друг на друга, а через электрические поля, окружающие заряженные тела.

Электрическое поле, окружающее заряженное тело, можно исследовать с помощью так называемого пробного заряда – небольшого по величине точечного заряда, который не производит заметного перераспределения исследуемых зарядов.

Для количественного определения электрического поля вводится силовая характеристика — напряженность электрического поля.

Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда:

image001 28

Напряженность электрического поля – векторная физическая величина. Направление вектора image002 32в каждой точке пространства совпадает с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд.

Электрическое поле неподвижных и не меняющихся со временем зарядов называется электростатическим. Во многих случаях для краткости это поле обозначают общим термином – электрическое поле

Если с помощью пробного заряда исследуется электрическое поле, создаваемое несколькими заряженными телами, то результирующая сила оказывается равной геометрической сумме сил, действующих на пробный заряд со стороны каждого заряженного тела в отдельности. Следовательно, напряженность электрического поля, создаваемого системой зарядов в данной точке пространства, равна векторной сумме напряженностей электрических полей, создаваемых в той же точке зарядами в отдельности:

image003 33

Это свойство электрического поля означает, что поле подчиняется принципу суперпозиции.

В соответствии с законом Кулона напряженность электростатического поля, создаваемого точечным зарядом Q на расстоянии r от него, равна по модулю

image004 31

Это поле называется кулоновским. В кулоновском поле направление вектора image002 32зависит от знака заряда Q: если Q > 0, то вектор image002 32направлен по радиусу от заряда, если Q 0 вектор image002 32параллелен image007 33а при Q –30 Кл · м.

image015 21

Дипольный момент молекулы воды

Во многих задачах электростатики требуется определить электрическое поле image002 32по заданному распределению зарядов. Пусть, например, нужно найти электрическое поле длинной однородно заряженной нити (рис. 1.2.5) на расстоянии R от нее.

image016 18

Электрическое поле заряженной нити

Поле в точке наблюдения P может быть представлено в виде суперпозиции кулоновских полей, создаваемых малыми элементами Δx нити, с зарядом τΔx, где τ – заряд нити на единицу длины. Задача сводится к суммированию (интегрированию) элементарных полей image017 19Результирующее поле оказывается равным

image018 17

Вектор image002 32везде направлен по радиусу image019 14Это следует из симметрии задачи. Уже этот простой пример показывает, что прямой путь определения поля по заданному распределению зарядов приводит к громоздким математическим выкладкам. В ряде случаев можно значительно упростить расчеты, если воспользоваться теоремой Гаусса, которая выражает фундаментальное свойство электрического поля.

Источник

Электростатическое поле точечного заряда и заряженной сферы

теория по физике ? электростатика

Любые заряженные тела создают вокруг себя электростатическое поле. Рассмотрим особенности электростатического поля, создаваемого точечным зарядом и заряженной сферой.

Электростатическое поле точечного заряда

Направление силовых линий электростатического поля точечного заряда

Положительный заряд +Q Отрицательный заряд –Q
image1 14 image2 8
У положительного заряда силовые линии направлены по радиальным линиям от заряда. У отрицательного заряда силовые линии направлены по радиальным линиям к заряду.

Модуль напряженности не зависит от значения пробного заряда q0:

Модуль напряженности точечного заряда в вакууме:

Модуль напряженности точечного заряда в среде:

Сила Кулона:

Потенциал не зависит от значения пробного заряда q0:

Потенциал точечного заряда в вакууме:

Потенциал точечного заряда в среде:

Внимание! Знак потенциала зависит только от знака заряда, создающего поле.

Эквипотенциальные поверхности для данного случая — концентрические сферы, центр которых совпадает с положением заряда.

Работа электрического поля по перемещению точечного заряда:

A 12 = ± q ( φ 1 − φ 2 )

Пример №1. Во сколько раз увеличится модуль напряженности электрического поля, созданного точечным зарядом Q в некоторой точке, при увеличении значения этого заряда в 5 раз? Модуль напряженности электрического поля, созданного точечным зарядом, определяется формулой:

Формула показывает, что модуль напряженности и электрический заряд — прямо пропорциональные величины. Следовательно, если заряд, который создает поле, увеличится в 5 раз, то модуль напряженности создаваемого поля тоже увеличится в 5 раз.

Электростатическое поле заряженной сферы

Направление силовых линий электростатического поля заряженной сферы:

Положительно заряженная сфера +Q Отрицательно заряженная сфера –Q
image3 6 image4 4
У положительно заряженной сферы силовые линии — это радиальные линии, которые начинаются из этой сферы. У отрицательно заряженной сферы силовые линии — это радиальные линии, которые заканчиваются в этой сфере.

Модуль напряженности электростатического поля заряженной сферы:

Внутри проводника (расстояние меньше радиуса сферы, или r E = 0

a — расстояние от поверхности сферы до изучаемой точки. r — расстояние от центра сферы до изучаемой точки.

Сила Кулона:

Пример №2. Определить потенциал электростатического поля, создаваемого заряженной сферой радиусом 0,1 м, в точке, находящейся на расстоянии 0,2 м от этой сферы. Сфера заряжена положительна и имеет заряд, равный 6 нКл.

Так как сфера заряжена положительно, то потенциал тоже положителен: image5 4

Два неподвижных точечных заряда действуют друг на друга с силами, модуль которых равен F. Чему станет равен модуль этих сил, если один заряд увеличить в n раз, другой заряд уменьшить в n раз, а расстояние между ними оставить прежним?

Алгоритм решения

Решение

Запишем исходные данные:

Применим закон Кулона к парам зарядов. Закон Кулона для первой пары:

Закон Кулона для второй пары:

Коэффициент n сократился. Следовательно, силы, с которыми заряды взаимодействуют друг с другом, не изменятся:

После изменения зарядов модуль силы взаимодействия между ними останется равным F.

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Screenshot 2 3В трёх вершинах квадрата размещены точечные заряды: +q, – «>– q, +q (q >0) (см. рисунок). Куда направлена кулоновская сила, действующая со стороны этих зарядов на точечный заряд +2q, находящийся в центре квадрата?

Алгоритм решения

Решение

Сделаем чертеж. В центр помещен положительный заряд. Он будет отталкиваться от положительных зарядов и притягиваться к отрицательным:

image1 21

Модули всех векторов сил, приложенных к центральному точечному заряду равны, так как модули точечных зарядов, расположенных в вершинах квадрата равны, и находятся они на одинаковом расстоянии от этого заряда.

Складывая векторы геометрически, мы увидим, что силы, с которыми заряд +2q отталкивается от точечных зарядов +q, компенсируют друг друга. Поэтому на заряд действует равнодействующая сила, равная силе, с которой он притягивается к отрицательному точечному заряду –q. Эта сила направлена в ту же сторону (к нижней правой вершине квадрата).

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Screenshot 3 3На неподвижном проводящем уединённом шарике радиусом R находится заряд Q. Точка O – центр шарика, OA = 3R/4, OB = 3R, OC = 3R/2. Модуль напряжённости электростатического поля заряда Q в точке C равен EC. Определите модуль напряжённости электростатического поля заряда Q в точке A и точке B?

Установите соответствие между физическими величинами и их значениями.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Источник

Электрическое поле создано системой точечных зарядов

%D1%82%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B5%20%D0%B7%D0%B0%D0%B4%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F.htm cmp piechart010 bnr

%D1%81%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BA2Электрическое поле

%D1%81%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BA2Потенциал. Разность потенциалов

%D1%81%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BA2 Связь между вектором напряженности и потенциалом

%D1%81%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BA2Свойства электрического поля

%D1%81%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BA2Конденсаторы

%D1%81%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BA2Электрическое поле в диэлектрике

Электрическое поле

%D1%82%D0%B71

Формулировка задания: Укажите правильный ответ

Содержание задания: Задана картина линий напряженности электрического поля (см. рис. 1.). В какой точке А, В или С — сила, действующая на внесенный в поле пробный заряд, будет наибольшей?

1) А; 2) В; 3) С; 4) во всех точках сила одинакова по величине

Напряженностью электрического поля в данной точке называется отношение силы, действующей со стороны электрического поля на покоящийся пробный заряд

image002

Известно, что густота силовых линий пропорциональна модулю вектора напряженности. Поскольку в точке В густота линий наибольшая, следовательно в этой точке и сила, действующая на внесенный в поле пробный заряд, будет наибольшей. Верный ответ 2).

image004
%D1%82%D0%B5%D1%811

Формулировка задания: Укажите правильный ответ

Содержание задания: Укажите направление напряженности результирующего поля в точке А (см. рис.). Поле образовано двумя разноименными одинаковыми по величине зарядами.

1) вправо; 2) влево; 3) вверх; 4) вниз; 5) равна нулю

image012

%D0%B72 2

Рис. 3.

image014

Таким образом, напряженность результирующего поля направлена влево (см. рис.3). Верный ответ 2).

%D0%B73

Формулировка задания: Укажите все верные варианты ответов

Содержание задания: Дана система точечных зарядов в вакууме и замкнутые поверхности S1, S2, S3 и S4. Поток вектора напряженности электростатического поля отличен от нуля через поверхность…

Решение: Согласно теореме Гаусса для электростатического поля в вакууме поток Ф вектора image016сквозь произвольную замкнутую поверхность S равен алгебраической сумме зарядов, заключенных внутри этой поверхности, деленной на e 0 :

image018

Поток Ф 1 через поверхность S 1 равен image020. Поток Ф2 через поверхность S 2 тоже равен image020. Поток Ф3 через поверхность S 3 равен image023. Поток Ф4 через поверхность S 4 равен 0. Таким образом, верные варианты ответов: 1), 2), 3).

%D1%82%D0%B74

Формулировка задания: Укажите правильный ответ

Содержание задания: Точечный заряд +q находится в центре сферической поверхности. Если увеличить радиус сферической поверхности, то поток вектора напряженности электростатического поля через поверхность сферы.

Варианты ответов: 1) уменьшится, 2) увеличится, 3) не изменится.

Решение: Согласно теореме Гаусса е поток Ф вектора напряженности сквозь произвольную замкнутую поверхность равен

image025

т.е. определяется величиной заряда, заключенного внутри замкнутой поверхности. Поскольку после увеличения радиуса сферической поверхности заряд остался прежним, следовательно, поток не изменился. Верный ответ 3).

Потенциал. Разность потенциалов

%D1%82%D0%B75

Формулировка задания: Укажите правильный ответ

1 ) наибольшая работа совершается при движении по траектории 1;

2 ) работа в обоих случаях одинакова и не равна нулю;

3 ) наибольшая работа совершается при движении по траектории 2;

4 ) работа в обоих случаях одинакова и равна нулю;

Решение: Электростатическое поле является потенциальным, следовательно, работа, которая совершается силами поля над пробным зарядом, не зависит от траектории движения заряда, а определяется только положениями начальной и конечной точек. Верный ответ 2).

%D1%82%D0%B76

Формулировка задания: Укажите правильный ответ

1) j = 0, 2) image027,

3) image029,

4) image031

Согласно принципу суперпозиции, потенциал системы неподвижных точечных зарядов равен сумме потенциалов, создаваемых отдельными зарядами:

image033

%D1%82%D0%B77 %D0%B4%D0%BE%D0%BF

Формулировка задания: Укажите правильный ответ

image035,

Формулировка задания: Укажите правильный ответ

Связь между вектором напряженности и потенциалом

%D0%B79

Формулировка задания: Укажите правильный ответ

Варианты ответов: 1; 2; 3; 4.

%D1%82%D0%B5%D1%812

Благодаря равномерному распределению заряда по поверхности сферы, поле обладает сферической симметрией. Поэтому линии напряженности направлены радиально (см. рис. 10 ). Известно, что image037, т.е. направления image039и вектора grad j противоположны. Следовательно, верный ответ 4).

%D1%82%D0%B78

Формулировка задания: Укажите правильный ответ

Содержание задания: На рис. 11 показаны эквипотенциальные линии системы зарядов и значения потенциала на них. Вектор напряженности электрического поля в точке А ориентирован в направлении…

Варианты ответов: 1; 2; 3; 4.

image041

image042

grad – это вектор, показывающий направление наибольшего роста скалярной функции. Знак минус показывает, что вектор image039направлен в сторону убывания потенциала. Следовательно, верный ответ 1).

Формулировка задания: Укажите все верные варианты ответов

Содержание задания: Относительно статических электрических полей справедливы утверждения:

1. Электростатическое поле действует как на неподвижные, так и на движущиеся электрические заряды.

2. Поток вектора напряженности электростатического поля сквозь произвольную замкнутую поверхность всегда равен нулю.

3. Электростатическое поле является потенциальным.

Решение: Чтобы справиться с заданием, необходимо внимательно ознакомиться с разделом «Конспект лекций» (параграфы 1.3 и 1.4).

Формулировка задания: Укажите правильный ответ

Содержание задания: Укажите, на каком графике правильно показана зависимость напряженности Е электростатического поля от расстояния r между центром равномерно заряженной сферической поверхности радиуса R и точкой, в которой определяют напряженность поля.

%D0%B711

Формулировка задания: Укажите правильный ответ

Содержание задания: На рис. 12 изображены линии напряженности электрического поля. Укажите верное соотношение для потенциала j в точках А, В и С.

Свойства электрического поля

image045

1)

image047

2)

image049

3)

image051

Решение: Чтобы справиться с заданием, необходимо внимательно ознакомиться с разделом «Конспект лекций» (параграф 1.3.5.Теорема Гаусса для поля в вакууме).

Формулировка задания: Укажите правильный ответ

Содержание задания: Три одинаковых конденсатора один раз соединены последовательно, другой параллельно. Во сколько раз и когда емкость батареи конденсаторов будет больше?

1) image053

2) image055

3) image057

4) image059

5) image061

Емкость батареи конденсаторов при последовательном соединении image063

Емкость батареи конденсаторов при параллельном соединении image065Следовательно, image067

Формулировка задания: Укажите правильный ответ

Содержание задания: Три конденсатора емкостями С1 =1 мкФ, С2 = 2 мкФ и С3 = 3 мкФ соединены последовательно и присоединены к источнику напряжения с разностью потенциалов U = 220 В. Какое напряжение установится между пластинами конденсатора С1?

1) 120 В, 2) 60 В, 3) 40 В, 4) 20 В.

Емкость батареи конденсаторов при последовательном соединении находится по формуле

image069

При последовательном соединении величина заряда на пластинах всех конденсаторов одинакова по величине

Формулировка задания: Укажите правильный ответ

Содержание задания: При помещении диэлектрика, состоящего из неполярных молекул в электростатическое поле …

1) в образце присутствуют только индуцированные электрические дипольные моменты атомов; вектор поляризованности образца направлен против направления внешнего поля;

2) в образце присутствуют только индуцированные электрические дипольные моменты атомов; вектор поляризованности образца направлен по направлению внешнего поля;

3) происходит ориентирование имевшихся электрических дипольных моментов молекул; вектор поляризованности образца направлен против направления внешнего поля;

4) происходит ориентирование имевшихся электрических дипольных моментов молекул; вектор поляризованности образца направлен по направлению внешнего поля.

Для количественного описания поляризации диэлектрика используется векторная величина – поляризованность. Для большинства изотропных диэлектриков поляризованность линейно зависит от напряженности поля в диэлектрике:

image071

Напряжение U 1 между пластинами конденсатора С1 находится по формуле

image073

Формулировка задания: Укажите правильный ответ

Содержание задания: В плоском конденсаторе увеличили расстояние между пластинами в 3 раза, а площадь пластин уменьшили в 2 раза. Как изменилась емкость конденсатора?

1) уменьшилась в 6 раз; 2) увеличилась в 6 раз; 3) не изменилась; 4) увеличилась в 3 раза; 5) уменьшилась в 2 раза.

image077

Электрическое поле в диэлектрике

image079,

Следовательно, в ерный ответ 2).

Формулировка задания: Выберите несколько вариантов ответа

Содержание задания: Для полярного диэлектрика справедливы утверждения:

1) образец полярного диэлектрика в неоднородном внешнем электрическом поле втягивается в область более сильного поля;

2) диэлектрическая восприимчивость обратно пропорциональна температуре;

3) дипольный момент молекул полярного диэлектрика в отсутствие внешнего поля равен нулю.

О бразец полярного диэлектрика состоит из п олярных молекул, которые вследствие асимметрии имеют ненулевой дипольный момент. Из теории известно, что в неоднородном электрическом поле диполь будет одновременно поворачиваться, растягиваться и втягиваться в область более сильного поля. Для большинства изотропных диэлектриков поляризованность линейно зависит от напряженности поля в диэлектрике:

%D0%B719

Формулировка задания: Укажите правильный ответ

Содержание задания: На рисунке представлены графики, отражающие характер зависимости поляризованности Р диэлектрика от напряженности поля Е. Укажите зависимость, соответствующую неполярным диэлектрикам.

Для большинства изотропных диэлектриков поляризованность линейно зависит от напряженности поля в диэлектрике:

Источник

Adblock
detector