Лучшие помощники
- Megamozg 2205 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1720 б
- arkasha_bortnikov 900 б
- Dwayne_Johnson 870 б
13 мая 2023 15:17
325
три параллельные заряженные плоскости имеют поверхностные плотности заряда равные соответственно 2 нКЛ/м3, -3 нКл/м3 и 4 нкл/м3. Найти напряженность электрического поля между первой и второй плоскостями, между второй и третьей плоскостями, а также снаружи первой плоскости, и снаружи третьей плоскости. Диэлектрическая проницаемость среды между плоскостями равна1 н/кл.
1
ответ
Для решения задачи необходимо использовать закон Кулона и принцип суперпозиции.
1) Напряженность электрического поля между первой и второй плоскостями:
По принципу суперпозиции напряженность электрического поля равна сумме вкладов от каждой плоскости. Так как заряд на первой и второй плоскостях имеют разные знаки, то поля от них направлены в разные стороны. Следовательно, напряженность поля между ними будет равна разности полей от каждой плоскости:
E = E1 - E2, где E1 и E2 - напряженность поля от первой и второй плоскостей соответственно.
Напряженность поля от первой плоскости:
E1 = σ/ε0, где σ - поверхностная плотность заряда на первой плоскости, ε0 - электрическая постоянная.
Напряженность поля от второй плоскости:
E2 = -σ/ε0, где знак "-" означает, что направление поля от второй плоскости противоположно направлению поля от первой плоскости.
Таким образом, напряженность поля между первой и второй плоскостями будет равна:
E = E1 - E2 = (2 нКл/м2)/(1 н/кл) + (3 нКл/м2)/(1 н/кл) = 5 н/кл.
2) Напряженность электрического поля между второй и третьей плоскостями:
Аналогично предыдущему пункту, напряженность поля между второй и третьей плоскостями будет равна разности полей от второй и третьей плоскостей:
E = E2 - E3, где E3 - напряженность поля от третьей плоскости.
Напряженность поля от третьей плоскости:
E3 = σ/ε0, где σ - поверхностная плотность заряда на третьей плоскости.
Таким образом, напряженность поля между второй и третьей плоскостями будет равна:
E = E2 - E3 = (-3 нКл/м2)/(1 н/кл) - (4 нКл/м2)/(1 н/кл) = -7 н/кл.
Отрицательный знак означает, что направление поля от третьей плоскости противоположно направлению поля от второй плоскости.
3) Напряженность электрического поля снаружи первой плоскости:
В этом случае, для нахождения напряженности поля можно использовать формулу для одиночного заряда:
E = k*q/r^2, где k - постоянная Кулона, q - заряд, r - расстояние от заряда до точки, в которой ищется напряженность поля.
Так как плоскость имеет бесконечные размеры, то можно считать, что заряд на плоскости распределен равномерно. Следовательно, можно найти заряд на единицу площади:
q = σ*A, где A - площадь плоскости.
Тогда напряженность поля снаружи первой плоскости будет равна:
E = k*σ*A/r^2 = (1/(4*π*ε0))*2 нКл/м^2*(1 м^2)/r^2 = 1/(2*π*ε0*r^2).
4) Напряженность электрического поля снаружи третьей плоскости:
Аналогично предыдущему пункту, напряженность поля снаружи третьей плоскости будет равна:
E = k*σ*A/r^2 = (1/(4*π*ε0))*4 нКл/м^2*(1 м^2)/r^2 = 1/(π*ε0*r^2).
1) Напряженность электрического поля между первой и второй плоскостями:
По принципу суперпозиции напряженность электрического поля равна сумме вкладов от каждой плоскости. Так как заряд на первой и второй плоскостях имеют разные знаки, то поля от них направлены в разные стороны. Следовательно, напряженность поля между ними будет равна разности полей от каждой плоскости:
E = E1 - E2, где E1 и E2 - напряженность поля от первой и второй плоскостей соответственно.
Напряженность поля от первой плоскости:
E1 = σ/ε0, где σ - поверхностная плотность заряда на первой плоскости, ε0 - электрическая постоянная.
Напряженность поля от второй плоскости:
E2 = -σ/ε0, где знак "-" означает, что направление поля от второй плоскости противоположно направлению поля от первой плоскости.
Таким образом, напряженность поля между первой и второй плоскостями будет равна:
E = E1 - E2 = (2 нКл/м2)/(1 н/кл) + (3 нКл/м2)/(1 н/кл) = 5 н/кл.
2) Напряженность электрического поля между второй и третьей плоскостями:
Аналогично предыдущему пункту, напряженность поля между второй и третьей плоскостями будет равна разности полей от второй и третьей плоскостей:
E = E2 - E3, где E3 - напряженность поля от третьей плоскости.
Напряженность поля от третьей плоскости:
E3 = σ/ε0, где σ - поверхностная плотность заряда на третьей плоскости.
Таким образом, напряженность поля между второй и третьей плоскостями будет равна:
E = E2 - E3 = (-3 нКл/м2)/(1 н/кл) - (4 нКл/м2)/(1 н/кл) = -7 н/кл.
Отрицательный знак означает, что направление поля от третьей плоскости противоположно направлению поля от второй плоскости.
3) Напряженность электрического поля снаружи первой плоскости:
В этом случае, для нахождения напряженности поля можно использовать формулу для одиночного заряда:
E = k*q/r^2, где k - постоянная Кулона, q - заряд, r - расстояние от заряда до точки, в которой ищется напряженность поля.
Так как плоскость имеет бесконечные размеры, то можно считать, что заряд на плоскости распределен равномерно. Следовательно, можно найти заряд на единицу площади:
q = σ*A, где A - площадь плоскости.
Тогда напряженность поля снаружи первой плоскости будет равна:
E = k*σ*A/r^2 = (1/(4*π*ε0))*2 нКл/м^2*(1 м^2)/r^2 = 1/(2*π*ε0*r^2).
4) Напряженность электрического поля снаружи третьей плоскости:
Аналогично предыдущему пункту, напряженность поля снаружи третьей плоскости будет равна:
E = k*σ*A/r^2 = (1/(4*π*ε0))*4 нКл/м^2*(1 м^2)/r^2 = 1/(π*ε0*r^2).
1
·
Хороший ответ
13 мая 2023 15:18
Остались вопросы?
Еще вопросы по категории Физика
Для чего летом после дождей или полива приствольные круги плодовых деревьев покрывают слоем перегноя ,навоза или торфа?...
Как происходит передача энергии по металлической проволоке...
Как найти дельта D в физике...
Автомобиль, движущийся со скоростью 36 км / ч , начинает тормозить и останавливается через 2 с. Каков тормозной путь автомобиля? помогите очень надо!...
Плотность сосны 0,7 г/см3 а плотность метана 0.72 кг/м3 кто из них имеет меньшую плотность...