МОЛЕКУЛЯРНАЯ  ФИЗИКА Термодинамика Электромагнитная индукция Радиоактивность. Элементы физики ядра Молекулярная физика и термодинамика Постоянный ток

Физика задачи. Примеры контрольной по разделам Механика, Молекулярная физика, Электростатика, Оптика

Напряженность электростатического поля.

1. Напряженность поля точечного заряда

Вектор напряженности электростатического поля в некоторой точке является физической величиной, численно равной силе, действующей на помещенный в эту точку единичный положительный заряд (пробный).

Направление вектора напряженности в некоторой точке поля совпадает с направлением силы, действующей на помещенный в данную точку электростатического поля положительный заряд

(3)

 - заряд, помещенный в данную точку поля. Размерность Е следует из выражения (3):

 Напряженность поля, создаваемого точечным зарядом q в точке на расстоянии r от заряда находят, используя выражение (3) и закон Кулона:

(4)

Чтобы найти направление вектора напряженности в точке А (рис. 5), следует поместить в эту точку пробный положительный заряд  и найти направление силы Кулона, действующей на  со стороны заряда, создающего поле. Вектор напряженности поля, создаваемого положительным зарядом в точке А (рис. 5а), направлен в сторону от заряда (сравните с рис. 1), а в случае отрицательного заряда направлен в сторону заряда (рис. 5б). Для нахождения напряженности поля, создаваемого системой зарядов, следует воспользоваться принципом суперпозиции электрических полей: вектор напряженности электрического поля системы зарядов равен геометрической сумме напряженностей полей, создаваемых в данной точке каждым зарядом в отдельности.

Рассмотрим примеры решения задач.

Пример 4. Два точечных электрических заряда Q1 = 1нКл и Q2 = –2нКл находятся на расстоянии d = 10см друг от друга. Определить напряженность поля, создаваемого этими зарядами в точке А, удаленной от заряда Q1 на расстояние r1 = 9см и от заряда Q2 на расстояние r2 = 7см.

 Дано:

Q1 = 1нКл

Q2 = –2нКл

d = 10cм

r1 = 9см

r2 = 7см 

СИ:

10–9 Кл

–2×10–9 Кл

0,1м

0,09м

0,07м

Решение:

Напряженность поля, создаваемого точечными зарядами Q1 и Q2 в точке А найдем, воспользовавшись принципом суперпозиции, согласно которому каждый заряд создает поле независимо от присутствия в пространстве других зарядов.

Найти: Е .

То есть напряженность  электрического поля в искомой точке может быть найдена как геометрическая сумма напряженностей  и  полей, создаваемых каждым зарядом в отдельности:

Напряженность электрического поля, создаваемого в воздухе (e = 1) первым зарядом  вторым зарядом  Направление векторов  и  (рис.6) найдем, поместив в точку А пробный заряд и определив направление сил Кулона на пробный заряд со стороны Q1 и Q2 (как это показано на рисунке 5 а,б).

Абсолютное значение вектора Е найдем по теореме косинусов:  В формуле (а): сosb = cos(180-a)= –cosa, a - угол между векторами  и , который может быть найден из треугольника со сторонами r1, r2 и d с помощью теоремы косинусов :

следует вычислять отдельно:

Подставляя полученные выражения для Е1 и Е2 в формулу (а), получим:

.

Подставив численные данные, получим:

.

Интерференция света. Временная и пространственная когерентность. Условия образования максимумов и минимумов интенсивности. Интерференция от двух когерентных источников. Опыт Юнга. Интерференция света при отражении от тонких пластинок. Полосы равной толщины и полосы равного наклона. Кольца Ньютона.
Физика примеры решения задач Электромагнетизм Закон Ампера