Физика. Примеры решения задач контрольной работы

Примеры решения задач по физике
Кинематика
Движение материальной точки
Основное уравнение динамики
Законы сохранения импульса и энергии
Динамика вращательного движения
Механические колебания
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ
МОЛЕКУЛЯРНАЯ  ФИЗИКА
Механика
Молекулярная физика и термодинамика
Электричество
Электромагнетизм
Атомная и ядерная физика
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ
Термодинамические процессы
Описание теплопроводности
Теплоотдача в жидкостях и газах
Теплоотдача при фазовых переходах
Тепловое излучение
Теплообменные аппараты
  Кинематика поступательного движения
Электростатика

 

Задача № 1

Электрическое поле создано в вакууме двумя точечными зарядами  нКл и нКл. Расстояние между зарядами d=20 см. Определить напряженность и потенциал электрического поля в точке, находящейся на расстоянии  от первого и от второго заряда

 Рис.1

Решение:

 Согласно принципу суперпозиции электрических полей каждый заряд создает поле независимо от присутствия в пространстве других зарядов. Поэтому напряженность  результирующего электрического поля в искомой точке может быть найдена как геометрическая сумма напряженностей  и  полей, создаваемых каждым зарядом в отдельности: .

Напряженность электрических полей, создаваемых в вакууме: первым зарядом

  (1)

вторым зарядом

   (2)

Вектор  направлен по прямой, соединяющей заряд  и точку А, от заряда, так как он положителен; вектор направлен по прямой, соединяющей заряд  и точку А, к заряду , так как этот заряд отрицателен.

Значение вектора  найдем по теореме косинусов

,  (3)

где, а- угол между векторами  и . Из треугольника со сторонами  ,  и d найдем

 . (4)

Подставляя выражение  из (1),  из (2) в (3), получим

  (5)

Потенциал в искомой точке А определяется алгебраической суммой потенциалов, созданных в данной точке зарядами  и .

  (6)

Потенциал в точке А поля, созданного в вакууме точечным, зарядом, определяется по формуле

. (7)

Потенциал является положительным, так как поле создано положительным зарядом, потенциал является отрицательным так как поле создано отрицательным зарядом .

Выпишем значения величин, выразив их в СИ: 

    

Вычислим значение cos а по (4) :

Подставив числовые значения величин в формулу (5), найдем Е:

 

Подставив числовые значения величин в формулу (7), определим:

Потенциал результирующего поля в точке А получим, подставив в формулу (6) числовые значения потенциалов  и  с учетом их знаков:  .

На главную