-->
|
|
|
Ãëàâà 1. Ýëåêòðîñòàòèêà Óïðàæíåíèå 21. Äâà òî÷å÷íûõ çàðÿäà q1 = 200 ÑÃÑÝq è q2 = 10-7 Êë ïîãðóæåíû â êåðîñèí (ε = 2). Íàéäèòå ìîäóëü íàïðÿæåííîñòè ïîëÿ â òî÷êå Â, îòñòîÿùåé îò ïåðâîãî çàðÿäà íà ðàññòîÿíèè r1 = 4 ñì, à îò âòîðîãî — íà r2 = 3 ñì. Óãîë ìåæäó ðàäèóñàìè-âåêòîðàìè 2.  òî÷êå À íàïðÿæåííîñòü ïîëÿ ðàâíà 63 Í/Êë, à â òî÷êå  — 7 Í/Êë (ðèñ. 1.74). Íàéäèòå íàïðÿæåííîñòü â òî÷êå Ñ, ëåæàùåé ïîñåðåäèíå ìåæäó òî÷êàìè À è Â. 3.  âåðøèíàõ êâàäðàòà ñî ñòîðîíîé l ðàñïîëîæåíû îäèíàêîâûå çàðÿäû q. ×åìó ðàâíà íàïðÿæåííîñòü íà ðàññòîÿíèè d = 2l îò öåíòðà êâàäðàòà: à) íà ïðîäîëæåíèè äèàãîíàëè; á) íà ïðÿìîé, ïðîõîäÿùåé ÷åðåç öåíòð êâàäðàòà è ïàðàëëåëüíîé åãî ñòîðîíå? 4. Çàðÿæåííàÿ ïûëèíêà ìàññîé 10-8 ã íàõîäèòñÿ â ðàâíîâåñèè â îäíîðîäíîì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå. Íàïðÿæåííîñòü ïîëÿ íàïðàâëåíà âåðòèêàëüíî è ðàâíà ïî ìîäóëþ 10 ÑÃÑÝE. Ñêîëüêî èçáûòî÷íûõ ýëåêòðîíîâ íàõîäèòñÿ íà ïûëèíêå? Çàðÿä ýëåêòðîíà å = 4,8 • 10-10 ÑÃÑÝq, à åãî ìàññà må = 9,1 • 10-28 ã.
5.  îäíîðîäíîì ïîëå ñ íàïðÿæåííîñòüþ, íàïðàâëåííîé âåðòèêàëüíî è ðàâíîé ïî ìîäóëþ 105 Í/Êë, íàõîäèòñÿ â ðàâíîâåñèè êàïåëüêà ìàñëà, èìåþùàÿ èçáûòî÷íûé çàðÿä, ðàâíûé çàðÿäó ýëåêòðîíà å = 1,6 • 10-19 Êë. Ïëîòíîñòü ìàñëà ρ = 900 êã/ì3. Íàéäèòå ðàäèóñ ñôåðè÷åñêîé êàïëè. 6.  âåðøèíàõ ïðè îñòðûõ óãëàõ ðîìáà, ñîñòàâëåííîãî èç äâóõ ðàâíîñòîðîííèõ òðåóãîëüíèêîâ ñî ñòîðîíîé à, ïîìåùåíû ïîëîæèòåëüíûå çàðÿäû q.  âåðøèíå ïðè îäíîì èç òóïûõ óãëîâ ðîìáà ïîìåùåí òàêæå ïîëîæèòåëüíûé çàðÿä Q. Îïðåäåëèòå íàïðÿæåííîñòü Å ïîëÿ â ÷åòâåðòîé âåðøèíå ðîìáà. 7. Ðåøèòå ïðåäûäóùóþ çàäà÷ó, åñëè çàðÿä Q — îòðèöàòåëüíûé, â ñëó÷àÿõ, êîãäà, à) |Q| > q; á) |Q| = q è â) |Q| < q. 8. Êàêîé óãîë α ñ âåðòèêàëüþ ñîñòàâëÿåò íèòü, íà êîòîðîé âèñèò çàðÿæåííûé øàðèê ìàññîé m = 0,25 ã, ïîìåùåííûé â îäíîðîäíîå ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå ñ íàïðÿæåííîñòüþ Å = 35 ÑÃÑÝE? Âåêòîð íàïðÿæåííîñòè íàïðàâëåí ãîðèçîíòàëüíî. Çàðÿä øàðèêà q = 7 ÑÃÑÝq. 9.  îäíîðîäíîì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå ñ íàïðÿæåííîñòüþ Å = 100 ÑÃÑÝ?, ëèíèè êîòîðîãî ñîñòàâëÿþò ñ âåðòèêàëüþ óãîë α = 30°, âèñèò íà íèòè øàðèê ìàññîé m = 2ã, èìåþùèé çàðÿä q = 10 ÑÃÑÝq. Îïðåäåëèòå ñèëó íàòÿæåíèÿ íèòè. 10. Ìîæåò ëè òî÷å÷íûé ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä, ïîìåùåííûé â ýëåêòðîñòàòè÷åñêîå ïîëå, íàõîäèòüñÿ â ñîñòîÿíèè óñòîé÷èâîãî ðàâíîâåñèÿ? 11. Òîíêîå ïîëóêîëüöî ðàäèóñîì R = 20 ñì çàðÿæåíî ðàâíîìåðíî çàðÿäîì q = 7 • 10-11 Êë. Íàéäèòå ìîäóëü íàïðÿæåííîñòè ïîëÿ â öåíòðå îêðóæíîñòè ïîëóêîëüöà. 12. Òðè îäèíàêîâûõ òî÷å÷íûõ çàðÿäà q ðàñïîëîæåíû â âåðøèíàõ ðàâíîñòîðîííåãî òðåóãîëüíèêà, ñòîðîíà êîòîðîãî ðàâíà à. Íàéäèòå íàïðÿæåííîñòü ïîëÿ â âåðøèíå ïðàâèëüíîãî òåòðàýäðà, ïîñòðîåííîãî íà ýòîì òðåóãîëüíèêå. 13. Òîíêîé ïðÿìîóãîëüíîé ìåòàëëè÷åñêîé ïëàñòèíêå ñî ñòîðîíàìè à è b ñîîáùåí çàðÿä q. Îïðåäåëèòå ìîäóëü íàïðÿæåííîñòè ïîëÿ â òî÷êàõ, áëèçêèõ ê öåíòðó ïëàñòèíêè. 14. Äâå ìåòàëëè÷åñêèå ïëàñòèíû, ïëîùàäüþ S êàæäàÿ, íåñóò ïîëîæèòåëüíûå çàðÿäû Q1 è Q2. Ðàññòîÿíèå ìåæäó ïëàñòèíàìè ìíîãî ìåíüøå èõ ëèíåéíûõ ðàçìåðîâ. Íàéäèòå íàïðÿæåííîñòü ïîëÿ â òî÷êàõ À, Â, Ñ (ðèñ. 1.75). 15. Äâå ïëàñòèíû ïëîùàäüþ S = 100 ñì2 êàæäàÿ íàõîäÿòñÿ íà ìàëîì ðàññòîÿíèè äðóã îò äðóãà. Çàðÿäû ïëàñòèí ðàâíû ïî ìîäóëþ |q| = 10-8 Êë è ïðîòèâîïîëîæíû ïî çíàêó. Íàéäèòå ñèëó ïðèòÿæåíèÿ ïëàñòèí. 16. Ìûëüíîìó ïóçûðþ ðàäèóñîì R ñîîáùåí çàðÿä Q. Íàéäèòå ñèëó, äåéñòâóþùóþ íà ïîâåðõíîñòü ïóçûðÿ åäèíè÷íîé ïëîùàäè. Ìûëüíóþ ïëåíêó ñ÷èòàòü ïðîâîäÿùåé. 17. Ê äëèííîé âåðòèêàëüíî ðàñïîëîæåííîé ïðîâîëîêå, çàðÿæåííîé ðàâíîìåðíî ñ ëèíåéíîé ïëîòíîñòüþ ò, ïðèâÿçàí âáëèçè åå ñåðåäèíû íà íåáîëüøîé íèòè øàðèê ìàññîé ò. Øàðèê çàðÿæåí çàðÿäîì q, îäíîèìåííûì ñ çàðÿäîì íèòè. Ïðè ðàâíîâåñèè ðàññòîÿíèå îò øàðèêà äî ïðîâîëîêè ðàâíî ã. Íàéäèòå óãîë îòêëîíåíèÿ íèòè îò ïðîâîëîêè. 18. Äâå ÷àñòèöû ñ ìàññàìè m è Ì, èìåþùèå çàðÿäû -q è +Q, äâèæóòñÿ âäîëü ëèíèè íàïðÿæåííîñòè îäíîðîäíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ òàê, ÷òî èõ ñêîðîñòè â ëþáîé ìîìåíò âðåìåíè îäèíàêîâû (ðèñ. 1.76). Îïðåäåëèòå: à) ðàññòîÿíèå õ ìåæäó ÷àñòèöàìè, ïðè êîòîðîì âîçìîæíî òàêîå äâèæåíèå; á) óñêîðåíèå ÷àñòèö. Íàïðÿæåííîñòü Å ïîëÿ èçâåñòíà. 19.  öåíòðå ïîëîãî ïðîâîäÿùåãî øàðà ïîìåùåí òî÷å÷íûé çàðÿä q = 10 ÑÃÑÝq. Âíóòðåííèé ðàäèóñ øàðà r = 10 ñì, âíåøíèé ðàäèóñ R = 20 ñì. Íàéäèòå íàïðÿæåííîñòè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ ó âíóòðåííåé (E1) è ó âíåøíåé (Å2) ãðàíèö øàðà. 20. Ïðîñòðàíñòâî ìåæäó äâóìÿ áåñêîíå÷íûìè ïàðàëëåëüíûìè ïëàñòèíàìè çàïîëíåíî äèýëåêòðèêîì, çàðÿæåííûì ñ ïîñòîÿííîé îáúåìíîé ïëîòíîñòüþ çàðÿäà ρ. Ðàññòîÿíèå ìåæäó ïëàñòèíàìè à. Íàéäèòå çàâèñèìîñòü íàïðÿæåííîñòè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ îò ðàññòîÿíèÿ õ, îòñ÷èòûâàåìîãî îò ñåðåäèíû ìåæäó ïëàñòèíàìè.
|
|
|