Лучшие помощники
- Megamozg 2205 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1720 б
- arkasha_bortnikov 895 б
- Dwayne_Johnson 865 б
13 мая 2023 15:17
294
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
Школьник, перемещая равномерно по наклонной доске груз массой 1,5 кг, приложил силу 5,4 H. Каково значение КПД конструкции, если длина доски 0,9м и вы...
Отрицательно заряженная эбонитовая палочка притягивает к себе струю воды. это объясняется тем, что вода 1)взята из заряженного положительно ручья 2)вс...
определите расход энергии за 40 с в автомобильной электрической лампочке, рассчитанной на напряжение 12Впри силе тока 3.5 А...
Тепловоз массой 100т тянет два вагона массой по 50т каждый с ускореним 0.5 м\с^2.Найдите силу тяги тепловоза,если коэффициент трения равен 0,006...
Какие виды механического движения существуют в зависимости от траектории движущегося тела...