Методические указания для практических занятий по общей и экспериментальной физике. Часть третья. Электричество. Филимонова Л.В. - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ЕГУ им. Бунина | Елец

Составители: 

Рубрика: 

9
2
2
2
1
)2/()2/( r
qq
k
r
qq
k
F
⋅
⋅−
⋅
⋅=
εε
,
где
ε
– диэлектрическая проницаемость керосина.
Тогда по определению
напряженности поля искомая
величина равна
)(
4
21
2
qq
r
k
q
F
E −==
ε
.
Направление вектора
E
определяется знаком большего по модулю заряда.
Самостоятельно рассмотрите возможные случаи направления вектора
напряженности в зависимости от значений и знаков данных зарядов
q
1
и q
2
.
Задача №1.4. Металлический шар радиусом R=5 см заряжен до потенциала
ϕ
=150 В. Чему равна напряженность поля в точке, находящейся на расстоянии
r=5 см от поверхности шара?
Указания по решению. Процесс зарядки проводника, распределение заряда по
поверхности проводника и т.д. будут
рассматриваться при изучении понятия
электроемкости. Вывод формулы для
напряженности и потенциала заряженной сферы
(шара) также будет осуществлен позднее (при
рассмотрении принципа суперпозиции или
теоремы Остроградского-Гаусса). Здесь же отметим лишь, что электрическое
поле заряженного шара (сферы) во внешней
области аналогично полю точеч-
ного заряда, расположенного в точке, совпадающей с центром шара.
Имеем следующие формулы:
- для потенциала поля шара (сферы) в точке на расстоянии
r от поверхности
шара:
r
R
Q
k
+
=
ϕ
,
тогда при
r=0 получаем потенциал шара
R
Q
k=
ϕ
(потенциал на поверхности
шара одинаков во всех точках – свойство проводника);
рис. 1
рис. 2 
                             k       q ⋅ q1       k       q ⋅ q2
                        F=       ⋅            −       ⋅            ,
                             ε ( r / 2) 2         ε ( r / 2) 2
где ε – диэлектрическая проницаемость керосина.
  рис. 1                                                   Тогда     по    определению
                                                           напряженности поля искомая
                                                           величина равна
                                                                   F    4k
                                                               E = = 2 ( q1 − q2 ) .
                                                                   q εr

Направление вектора E определяется знаком большего по модулю заряда.
     Самостоятельно рассмотрите возможные случаи направления вектора
напряженности в зависимости от значений и знаков данных зарядов q1 и q2.

Задача №1.4. Металлический шар радиусом R=5 см заряжен до потенциала
ϕ=150 В. Чему равна напряженность поля в точке, находящейся на расстоянии
r=5 см от поверхности шара?
Указания по решению. Процесс зарядки проводника, распределение заряда по
                          поверхности     проводника     и    т.д.   будут
                          рассматриваться     при     изучении     понятия
                          электроемкости.      Вывод      формулы      для
                          напряженности и потенциала заряженной сферы
                          (шара) также будет осуществлен позднее (при
                 рис. 2
                          рассмотрении     принципа    суперпозиции    или
теоремы Остроградского-Гаусса). Здесь же отметим лишь, что электрическое
поле заряженного шара (сферы) во внешней области аналогично полю точеч-
ного заряда, расположенного в точке, совпадающей с центром шара.
      Имеем следующие формулы:
- для потенциала поля шара (сферы) в точке на расстоянии r от поверхности
шара:
                                        Q
                                ϕ =k       ,
                                       R+r
                                              Q
тогда при r=0 получаем потенциал шара ϕ = k      (потенциал на поверхности
                                              R
шара одинаков во всех точках – свойство проводника);


                                        9

Страницы