Сборник задач по физике с примерами решений. Молекулярная физика и термодинамика. Электромагнетизм. Александров В.Н - 43 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МПГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

42
l
q_
q
+
d
Рис.6.6а
Е
А
Е
Е
6.3. Четыре одноименных заряда q=2,33·10
-9
Кл расположены в вершинах квад-
рата. Какой отрицательный заряд q
0
нужно поместить в центре этого квад-
рата, чтобы результирующая сила, действующая на каждый заряд, была
равна нулю? Будет ли полученное равновесие устойчивым? (Ответ:
q
0
=2,2·10
-9
Кл, равновесие неустойчиво).
6.4. Два одинаковых металлических шарика, имеющих заряды q
1
= 9·10
-8
Кл и
q
2
= 3·10
-8
Кл, приведены в соприкосновение и разведены на прежнее рас-
стояние. Определите отношение модулей сил взаимодействия шариков до и
после соприкосновения. (Ответ: 0,75).
6.5. Найти напряженность поля Е в точке, лежащей посередине между точеч-
ными зарядами q
1
=8 нКл и q
2
=-6нКл. Расстояние между зарядами r=10см и
=1. Чему равна напряженность поля, если второй заряд положительный?
(Ответ: 5,04
10
4
В/м; 7,2
10
3
В/м).
6.6. Молекулу воды можно рассматривать как диполь длиной l=3,9·10
-11
м с
зарядами, модуль которых равен модулю заряда электрона. Определите
напряженность Е электростатического поля, создаваемого одной молеку-
лой воды на расстоянии d=3·10
-9
м от середины диполя в точке А, лежа-
щей на продолжении диполя, и в точке В, лежащей на перпендикуляре,
восставленном из середины диполя.
Дано: l=3,9·10
-11
м; q=q
+
=|q
-
|=1,6·10
-19
Кл;d=3·10
-9
м.
Найти: Е
А
; Е
В
.
Решение
Напряженность поля диполя в точке А (рис. 6.6а) направлена по оси
диполя и, согласно принципу суперпозиции, равна сумме напряженностей
полей Е
+
и Е
-
, создаваемых соответственно положительным и отрица-
тельным зарядами:
EEE
A
. (1)
Как следует из рисунка 6.6а, напряженность поля диполя в точке А
по модулю равна:
EEE
A
. (2)
Напряженности поля, создаваемые в точке А положительным и
отрицательным зарядами, соответственно равны:
2
0
2
l
d
q
4
1
E

; (3) 
6.3. Четыре одноименных заряда q=2,33·10-9Кл расположены в вершинах квад-
     рата. Какой отрицательный заряд q0 нужно поместить в центре этого квад-
     рата, чтобы результирующая сила, действующая на каждый заряд, была
     равна нулю? Будет ли полученное равновесие устойчивым? (Ответ:
     q0=2,2·10-9Кл, равновесие неустойчиво).
6.4. Два одинаковых металлических шарика, имеющих заряды q1= 9·10-8Кл и
     q2 = 3·10-8Кл, приведены в соприкосновение и разведены на прежнее рас-
     стояние. Определите отношение модулей сил взаимодействия шариков до и
     после соприкосновения. (Ответ: 0,75).
6.5. Найти напряженность поля Е в точке, лежащей посередине между точеч-
     ными зарядами q1=8 нКл и q2=-6нКл. Расстояние между зарядами r=10см и
     =1. Чему равна напряженность поля, если второй заряд положительный?
     (Ответ: 5,04104В/м; 7,2103В/м).
6.6. Молекулу воды можно рассматривать как диполь длиной l=3,9·10-11м с
     зарядами, модуль которых равен модулю заряда электрона. Определите
     напряженность Е электростатического поля, создаваемого одной молеку-
     лой воды на расстоянии d=3·10-9м от середины диполя в точке А, лежа-
     щей на продолжении диполя, и в точке В, лежащей на перпендикуляре,
     восставленном из середины диполя.
     Дано: l=3,9·10-11м; q=q+=|q-|=1,6·10-19Кл;d=3·10-9м.
     Найти: ЕА; ЕВ.
                                     Решение
                                    d

                q_        q+
                                              Е   ЕА       Е
                     l             Рис.6.6а

         Напряженность поля диполя в точке А (рис. 6.6а) направлена по оси
     диполя и, согласно принципу суперпозиции, равна сумме напряженностей
     полей Е+ и Е-, создаваемых соответственно положительным и отрица-
     тельным зарядами:
                                 E A  E  E .                    (1)
          Как следует из рисунка 6.6а, напряженность поля диполя в точке А
     по модулю равна:
                                 E A  E  E .                    (2)
          Напряженности поля, создаваемые в точке А положительным и
     отрицательным зарядами, соответственно равны:
                                    1        q
                            E                    ;                (3)
                                 4 0        l
                                                  2
                                         d  
                                              2

42

Страницы