Тонкая бесконечная нить равномерно заряжена с линейной плотностью

Найти силу взаимодействия нити и стержня

Найти силу взаимодействия сферы и нити
Непроводящая сфера радиусом R заряжена по поверхности зарядом 2 мкКл. Очень длинная нить,равномерно.

Найти силу взаимодействия кольца и нити
Пожалуйста помогите срочно решить задачу. Условие задачи: Система состоит из тонкого.

Определить силу взаимодействия точечного заряда и стержня
1)Тонкий стержень длиной 10 см равномерно заряжен с линейной плотностью заряда 1 мкКл/м. На.

Определите силу взаимодействия заряженного стержня и точечного заряда.
1. Тонкий длинный стержень равномерно заряжен с линейной плотностью = 1,5 нКл/см. На протяжении оси.

По тонкому стержню распределен заряд. Найдите силу взаимодействия заряда и стержня
По тонкому стержню распределен заряд 0,1 мкКл с постоянной линейной плотностью 2 мкКл/м. Точечный.

Найти силу натяжения нити в момент максимального отклонения нити от вертикали после переключения поля
548. Заряженный шарик массой m- 1,5 г, прикрепленный к невесомой изолирующей нити, покоится в.

Найти силу взаимодействия
Найти силу взаимодействия между точечным зарядом q и точечным диполем, если расстояние между ними.

Найти силу взаимодействия нитей
Две скрещивающиеся взаимно перпендикулярные нити бесконечной длины заряжены равномерно с линейной.

Найти силу F взаимодействия токов
По двум одинаковым квадратным плоским контурам со стороной a=20см проходят токи I=10А. Найти силу.

Найти силу натяжения нити и угол, на который разошлись шарики
На длинных нитях в одной точке подвешены два одинаковых шарика массой 1 г и зарядом q=10 нКл. Они.

Источник

Учебники

Журнал «Квант»

Общие

Теорема Остроградского—Гаусса и ее применение для расчета электростатических полей

Пусть поле создается точечным электрическим зарядом q. Проведем замкнутую сферическую поверхность площадью S (рис. 2), окружающую этот заряд, центр которой совпадает с точкой нахождения заряда. Вычислим поток вектора напряженности через эту поверхность. За положительное направление нормали выберем направление внешней нормали \(

\vec n\). В этом случае во всех точках сферической поверхности E = const и cos α = 1.

Модуль напряженности поля на расстоянии R от заряда \(

Следовательно, поток вектора напряженности через сферическую поверхность

Полученный результат будет справедлив и для поверхности произвольной формы, а также при любом расположении заряда внутри этой поверхности. Действительно, если окружить сферу произвольной замкнутой поверхностью (рис. 2, а — поверхность изображена штрихами), то каждая линия напряженности, пронизывающая сферу, пройдет и сквозь эту поверхность.

Если замкнутая поверхность произвольной формы охватывает заряд (рис. 2, б), то при пересечении любой выбранной линии напряженности с поверхностью она то входит в поверхность, то выходит из нее. Нечетное число пересечений при вычислении потока в конечном счете сводится к одному пересечению, так как поток считается положительным, если линии напряженности выходят из поверхности, и отрицательным для линии, входящей в поверхность. Если же внутри поверхности площадью S₁ (см. рис. 2) заряды отсутствуют, то поток напряженности через эту поверхность равен нулю (N_S = 0).

Если рассматриваемая поверхность охватывает не один, а несколько электрических зарядов, то под q следует понимать алгебраическую сумму этих зарядов (рис. 3) и

Эта формула выражает теорему Остроградского—Гаусса: поток вектора напряженности через замкнутую поверхность равен алгебраической сумме зарядов, расположенных внутри этой поверхности, деленной на произведение электрической постоянной и диэлектрической проницаемости среды.

Применим эту теорему для расчета электростатических полей некоторых проводников.

Равномерно заряженная бесконечная плоскость

Пусть σ — поверхностная плотность заряда на плоскости (рис. 4).

В качестве поверхности площадью S выберем цилиндрическую поверхность, образующая которой перпендикулярна плоскости. Основания этого цилиндра расположены перпендикулярно линиям напряженности по обе стороны от плоскости. Так как образующие цилиндра параллельны линиям напряженности (α = 90°, cos α = 0), то поток через боковую поверхность цилиндра отсутствует, и полный поток через поверхность цилиндра равен сумме потоков через два основания: N = 2ES. Внутри цилиндра заключен заряд q = σS, поэтому, согласно теореме Остроградского-Гаусса, \(

2ES = \frac<\sigma S><\varepsilon_0 \varepsilon>\), где ε = 1 (для вакуума), откуда следует, что напряженность поля равномерно заряженной бесконечной плоскости

Бесконечная равномерно заряженная нить

Пусть τ — линейная плотность заряда нити. Выделим участок нити длиной Δl и окружим его цилиндрической поверхностью, расположенной так, что ось цилиндра совпадает с нитью (рис. 5).

Линии напряженности электростатического поля, создаваемого нитью в сечении, перпендикулярном самой нити, направлены перпендикулярно боковой поверхности цилиндра, поэтому поток напряженности сквозь боковую поверхность \(

N = E \cdot 2 \pi R \Delta l\), где R — радиус цилиндра. Через оба основания цилиндра поток напряженности равен нулю (α = 90°, cos α = 0). Тогда полный поток напряженности через выделенный цилиндр

Заряд, находящийся внутри этого цилиндра, q = τ · Δl.

Согласно теореме Остроградского—Гаусса, можно записать \(

E \cdot 2 \pi R \Delta l = \frac<\tau \Delta l><\varepsilon_0 \varepsilon>\) . Следовательно, модуль напряженности поля, создаваемого равномерно заряженной бесконечно длинной нитью на расстоянии R от нее,

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C. 220-222.

Источник

Решебник по физике Чертова А.Г. 1987г — вариант 9 контрольная 3

Ниже приведены условия задач и отсканированные листы с решениями. Загрузка страницы может занять некоторое время.

309. На расстоянии a = 20см находятся два точечных заряда: q1 = –50 нКл и q2= 100 нКл. Определить силу F, действующую на заряд q3= –10 нКл, удаленный от обоих зарядов на одинаковое расстояние, равное a.

319. По тонкому кольцу равномерно распределен заряд Q=10 нКл с линейной плотностью τ=0,01 мкКл/м. Определить напряженность Е электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке А, лежащей на оси кольца и удаленной от его центра на расстояние, равное радиусу кольца.

329. На двух коаксиальных бесконечных цилиндрах радиусами R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями σ1 и σ2. Требуется: 1) используя теорему Остроградского—Гаусса: найти зависимость E(x) напряженности электрического поля от расстояния для трех областей: I, II и III. Принять σ1 =σ, σ2 =–σ; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной от оси цилиндров на расстояние r, и указать направление вектора Е. Принять σ= 60 нКл/м2, r= 3R; 3) построить график E(x).

339. Электрическое поле образовано бесконечно длинной нитью, заряженной с линейной плотностью τ=20 пКл/м. Определить разность потенциалов U двух точек поля, отстоящих от нити на расстоянии R1=8 см и R2= 12 см.

349. Электрическое поле создано бесконечной заряженной прямой линией с равномерно распределенным зарядом (τ = 10 нКл/м). Определить кинетическую энергию T2 электрона в точке 2, если в точке 1 его кинетическая энергия T1 = 200 эВ.

359. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектриков: слоем стекла толщиной d1 = 0.2 см и слоем парафина толщиной d2=0.3 см. Разность потенциалов между обкладками U = 300В. Определить напряженность поля и падение потенциала в каждом из слоев.

369. В сеть с напряжением U=100 В включили катушку с сопротивлением R1=2 кОм и вольтметр, соединенные последовательно. Показание вольтметра U1 = 80 В. Когда катушку заменили другой, вольтметр показал U2 = 60 В. Определить сопротивление другой катушки.

379. Сила тока в цепи изменяется по закону I = I0sinωt. Определить количество теплоты, которое выделится в проводнике сопротивлением R=10 Ом за время, равное четверти периода от t1 = 0 до t2 = Т/4, где T=10c.

Еще примеры решения задач по физике можно бесплатно скачать здесь.

Источник

Тонкая бесконечная нить равномерно заряжена с линейной плотностью

Разделы

Дополнительно

Задача по физике — 8991

Эбонитовый сплошной шар радиусом $R = 5 см$ несет заряд, равномерно распределенный с объемной плотностью $\rho = 10 нКл/м^<3>$. Определить напряженность $E$ и смещение $D$ электрического поля в точках: 1) на расстоянии $r_ <1>= 3 см$ от центра сферы; 2) на поверхности сферы; 3) на расстоянии $r_ <2>= 10 см$ от центра сферы. Построить графики зависимостей $E(r)$ и $D(r)$.

Задача по физике — 8992

Полый стеклянный шар несет равномерно распределенный по объему заряд. Его объемная плотность $\rho = 100 нКл/м^<3>$. Внутренний радиус $R_<1>$ шара равен 5 см, наружный — $R_ <2>= 10 см$. Вычислить напряженность $E$ и смещение $D$ электрического поля в точках, отстоящих от центра сферы на расстоянии: 1) $r_ <1>= 3 см$; 2) $r_ <2>= 6 см$; 3)$r_ <3>= 12 см$. Построить графики зависимостей $E(r)$ и $D(r)$.

Задача по физике — 8993

Длинный парафиновый цилиндр радиусом $R = 2 см$ несет заряд, равномерно распределенный по объему с объемной плотностью $\rho = 10 нКл/м^<3>$. Определить напряженность $E$ и смещение $D$ электрического поля в точках, находящихся от оси цилиндра на расстоянии: 1) $r_ <1>= 1 см$; 2) $r_ <2>= 3 см$. Обе точки равноудалены от концов цилиндра. Построить графики зависимостей $E(r)$ и $D(r)$.

Задача по физике — 8994

Тонкая нить несет равномерно распределенный по длине заряд с линейной плотностью $\tau = 2 мкКл/м$. Вблизи средней части нити на расстоянии $r = 1 см$, малом по сравнению с ее длиной, находится точечный заряд $Q = 0,1 мкКл$. Определить силу $F$, действующую на заряд.

Задача по физике — 8995

Металлический шар имеет заряд $Q_ <1>= 0,1 мкКл$. На расстоянии, равном радиусу шара, от его поверхности находится конец нити, вытянутой вдоль силовой линии. Нить несет равномерно распределенный по длине заряд $Q_ <2>= 10 нКл$. Длина нити равна радиусу шара. Определить силу $F$, действующую на нить, если радиус $R$ шара равен 10 см.

Задача по физике — 8996

Бесконечная прямая нить несет равномерно распределенный заряд с линейной плотностью $\tau_ <1>= 1 мкКл/м$. Соосно с нитью расположено тонкое кольцо, заряженное равномерно с линейной плотностью $\tau_ <2>= 10 нКл/м$. Определить силу $F$, растягивающую кольцо. Взаимодействием между отдельными элементами кольца пренебречь.

Задача по физике — 8997

Две бесконечно длинные равномерно заряженные тонкие нити ($\tau_ <1>= \tau_ <2>= \tau = 1 мкКл/м$) скрещены под прямым углом друг к другу. Определить силу $F$ их взаимодействия.

Задача по физике — 8998

В центре сферы радиусом $R = 20 см$ находится точечный заряд $Q = 10 нКл$. Определить поток $\Phi_$ вектора напряженности через часть сферической поверхности площадью $S = 20 см^<2>$.

Задача по физике — 8999

Заряды $Q_ <1>= 1 мкКл$ и $Q_ <2>= — 1 мкКл$ находятся на расстоянии $d = 10 см$. Определить напряженность $E$ и потенциал $\phi$ поля в точке, удаленной на расстояние $r = 10 см$ от первого заряда и лежащей на линии, проходящей через первый заряд перпендикулярно направлению от $Q_<1>$ к $Q_<2>$.

Задача по физике — 9000

Тонкие стержни образуют квадрат со стороной длиной $a$. Стержни заряжены с линейной плотностью $\tau = 1,33 нКл/м$. Найти потенциал $\phi$ в центре квадрата.

Задача по физике — 9001

Бесконечно длинная тонкая прямая нить несет равномерно распределенный по длине нити заряд с линейной плотностью $\tau = 0,01 мкКл/м$. Определить разность потенциалов $\Delta \phi$ двух точек поля, удаленных от нити на $r_ <1>= 2 см$ и $r_ <2>= 4 см$.

Задача по физике — 9002

Электрическое поле создано положительным точечным зарядом. Потенциал $\phi$ поля в точке, удаленной от заряда на $r = 12 см$, равен 24 В. Определить значение и направление градиента потенциала в этой точке.

Задача по физике — 9003

Бесконечная тонкая прямая нить несет равномерно распределенный по длине нити заряд с плотностью $\tau = 1 нКл/м$. Каков градиент потенциала в точке, удаленной на расстояние $r = 10 см$ от нити? Указать направление градиента потенциала.

Задача по физике — 9004

Сплошной шар из диэлектрика ($\epsilon = 3$) радиусом $R = 10 см$ заряжен с объемной плотностью $\rho = 50 нКл/м^<3>$. Напряженность электрического поля внутри и на поверхности такого шара выражается формулой $E = \frac< \rho> <3 \epsilon_<0>\epsilon >r$, где $r$ — расстояние от центра шара до точки, в которой вычисляется напряженность поля. Вычислить разность потенциалов $\Delta \phi$ между центром шара и точками, лежащими на его поверхности.

Задача по физике — 9005

Электрическое поле создано бесконечной равномерно заряженной плоскостью с поверхностной плотностью заряда $\sigma = 2 мкКл/м^<2>$. В этом поле вдоль прямой, составляющей угол $\alpha = 60^< \circ>$ с плоскостью, из точки 1 в точку 2, расстояние / между которыми равно 20 см (рис.), перемещается точечный электрический заряд $Q = 10 нКл$. Определить работу $A$ сил поля по перемещению заряда.

Источник

Тонкая длинная нить равномерно заряжена с линейной плотностью 10 мкКл/м.

🎓 Заказ №: 21910

⟾ Тип работы: Задача

📕 Предмет: Физика

✅ Статус: Выполнен (Проверен преподавателем)

🔥 Цена: 149 руб.

👉 Как получить работу? Ответ: Напишите мне в whatsapp и я вышлю вам форму оплаты, после оплаты вышлю решение.

➕ Как снизить цену? Ответ: Соберите как можно больше задач, чем больше тем дешевле, например от 10 задач цена снижается до 50 руб.

➕ Вы можете помочь с разными работами? Ответ: Да! Если вы не нашли готовую работу, я смогу вам помочь в срок 1-3 дня, присылайте работы в whatsapp и я их изучу и помогу вам.

⚡ Условие + 37% решения:

Тонкая длинная нить равномерно заряжена с линейной плотностью 10 мкКл/м. На расстоянии 20 см от середины нити находится точечный заряд, на который действует сила со стороны нити 9 мН. Найти величину заряда.

Решение Напряженность, создаваемая бесконечно длинной нитью, определяется по формуле: 0 2 E r    где 12 0 8,85 10 Ф м     – электрическая постоянная;  – линейная плотность заряда; r – расстояние от нити до данной точки. Сила F , действующая на точечный заряд q , равна: F qE  Из двух последних выражений имеем:

Научись сам решать задачи изучив физику на этой странице: Решение задач по физике

Услуги: Заказать физику Помощь по физике

Готовые задачи по физике которые сегодня купили:

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Источник