- •Предисловие
- •1. Электростатическое поле в вакууме
- •1.1. Электрический заряд. Закон Кулона
- •1.2. Напряженность электрического поля
- •1.3. Силовые линии электрического поля
- •1.4. Работа электрических сил при перемещении заряда в поле
- •1.5. Потенциал электрического поля
- •1.6. Связь между напряженностью и потенциалом электростатического поля
- •1.7. Теорема Остроградского - Гаусса
- •2. Электростатическое поле в веществе
- •2.1. Проводники в электростатическом поле
- •2.2. Диэлектрики в электростатическом поле
- •2.3. Электроемкость проводников
- •2.4. Энергия электростатического поля
- •Данные для разных вариантов:
- •Решение:
- •Задание №2
- •Данные для разных вариантов:
- •Решение:
- •3.2. Потенциал поля макроскопических заряженных тел задание №3
- •Данные для разных вариантов:
- •Решение:
- •Задание №4
- •Данные для разных вариантов:
- •Решение:
- •3.3. Энергия электрического поля задание № 5
- •Данные для разных вариантов:
- •Решение:
- •Задание № 6
- •Данные для разных вариантов:
- •Решение:
- •Задание № 7
- •Данные для разных вариантов:
- •Решение:
- •Задание № 8
- •Данные для разных вариантов:
- •Решение:
- •Решение:
- •Задание № 11
- •Данные для разных вариантов:
- •Решение:
- •4. Тестовые задания для текущего контроля
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Решение:
Так как шар проводящий, электрическое поле внутри него отсутствует, заряд Q располагается на поверхности шара. Все силовые линии, вышедшие с поверхности шара, заканчиваются на внутренней поверхности слоя (внутри проводящего слоя электрическое поле отсутствует, и, следовательно, силовых линий там нет). Поэтому заряд на внутренний поверхности слоя равен по модулю и противоположен по знаку заряду шара Q, т.е. равен –Q. Так как заряд проводника в виде шарового слоя может располагаться только на его поверхностях, а суммарный заряд слоя равен нулю (по условию слой не заряжен), то заряд внешней поверхности слоя будет равен Q. Таким образом, имеем систему зарядов, состоящую из заряда Q на сфере радиуса R и зарядов –Q и Q на сферах радиусами и соответственно.
Рис. 20
Следовательно, по принципу суперпозиции при для точки А имеем
Согласно условию задачи
Для точки B при :
Для точки C при :
Для точки D при
Рис. 21
Рис. 22
3.3. Энергия электрического поля задание № 5
Определить потенциальную энергию системы четырех точечных зарядов, расположенных в вершинах четырехугольника со стороной а.
Рис. 23
Данные для разных вариантов:
Вар. |
q1, мкКл |
q2, мкКл |
q3, мкКл |
q4, мкКл |
a, см |
1 |
10 |
10 |
10 |
10 |
30 |
2 |
-5 |
-5 |
-5 |
-5 |
25 |
3 |
+10 |
-10 |
+10 |
-10 |
30 |
4 |
20 |
20 |
20 |
20 |
30 |
5 |
-3 |
+3 |
-3 |
+3 |
10 |
6 |
+5 |
+5 |
-5 |
-5 |
25 |
7 |
5 |
5 |
5 |
5 |
25 |
8 |
+3 |
+3 |
-3 |
-3 |
10 |
9 |
-10 |
-10 |
-10 |
-10 |
30 |
10 |
3 |
3 |
3 |
3 |
10 |
11 |
+20 |
-20 |
+20 |
-20 |
30 |
12 |
-20 |
-20 |
-20 |
-20 |
30 |
13 |
+3 |
-3 |
+3 |
-3 |
10 |
14 |
-10 |
+10 |
-10 |
+10 |
30 |
15 |
-5 |
-5 |
+5 |
+5 |
25 |
16 |
+20 |
+20 |
-20 |
-20 |
30 |
17 |
-20 |
+20 |
-20 |
+20 |
30 |
18 |
-3 |
-3 |
-3 |
-3 |
10 |
19 |
-10 |
-10 |
+10 |
+10 |
30 |
Вар. |
q1, мкКл |
q2, мкКл |
q3, мкКл |
q4, мкКл |
a, см |
20 |
-5 |
+5 |
-5 |
+5 |
25 |
21 |
+10 |
+10 |
-10 |
-10 |
30 |
22 |
-20 |
-20 |
20 |
20 |
30 |
23 |
-3 |
-3 |
+3 |
+3 |
10 |
24 |
+5 |
-5 |
+5 |
-5 |
35 |
25 |
1 |
1 |
1 |
1 |
10 |