Металлический шар радиусом R = 5 см несет заряд q = 1 нКл. Шар окружен слоем эбонита толщиной d = 2 см. Бесплатный доступ к контрольной работе

Реферат.Справочник
Контрольные работы по физике
Металлический шар радиусом R = 5 см несет заряд q = 1 нКл. Шар окружен слоем эбонита толщиной d = 2 см

Металлический шар радиусом R = 5 см несет заряд q = 1 нКл. Шар окружен слоем эбонита толщиной d = 2 см .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

Металлический шар радиусом R = 5 см несет заряд q = 1 нКл. Шар окружен слоем эбонита толщиной d = 2 см. Вычислить потенциал электрического поля на расстояниях: 1) r1 = 3 см; 2) r2 = 6 см; 3) r3 = 9 см от центра шара. Построить график зависимости φ(r). Дано: R=5см=5⋅10-2м q=1нКл=10-9Кл d=2см=2⋅10-2м r1=3см=3⋅10-2мr2=6см=6⋅10-2мr3=9см=9⋅10-2м Найти: φ1-?φ2-?φ3-?φ(r)-?

Нужно полное решение этой работы?

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

Радиус с учётом диэлектрика будет равен:
re=R+d=0,05+0,02=0,07 (м)
На диэлектрике появится поляризационный заряд:
q'=σ'⋅S=σ'⋅4πR
Где:
σ'=ε0⋅ε-1E=ε0⋅ε-1q4πR2ε0ε
В результате этого:
q'=ε0⋅ε-1q4πR2ε0ε⋅4πR=ε-1εq=23q
Потенциал в центре шара равен потенциалу на поверхности шара плюс потенциал на поверхности диэлектрика:
φ1=φr+φ'
Потенциал шара на поверхности будет равен:
φr=q4πRεε0
Потенциал на поверхности диэлектрика:
φ'=23∙q4πrεε0
φr=10-94⋅3,14⋅0,07⋅8,85⋅10-12⋅3=60 (В)φ'=23∙10-94⋅3,14⋅0,07⋅8,85⋅10-12=86 (В)
Тогда потенциал электрического поля на расстоянии 3 см будет равен:
φ1=60+86=146 (В)
Потенциал на расстоянии r2 от шара равен сумме потенциалов: потенциала на расстоянии r2 от шара с учетом диэлектрика и потенциала на поверхности диэлектрика:
φ2=φr2+φ'
Потенциал шара на расстоянии r2 будет равен:
φr2=q4πr2εε0
φr2=10-94⋅3,14⋅0,06⋅8,85⋅10-12=50 (В)
Потенциал на поверхности диэлектрика будет равен:
φ'=23∙10-94⋅3,14⋅0,07⋅8,85⋅10-12=86 (В)
Тогда потенциал электрического поля на расстоянии 6 см будет равен:
φ2=50+86=136 (В)
Так как потенциал считается уже за пределами шара, то шар считаем точечным зарядом и за пределами диэлектрика:
φ3=q4πr3ε0
Тогда потенциал электрического поля на расстоянии 9 см будет равен:
φ3=10-94⋅3,14⋅0,09⋅8,85⋅10-12=100 (В)
График зависимости по r упирается в ноль, так как потенциал внутри шара равен потенциалу на его поверхности.
Потенциал меняется в зависимости от r. Мы уже знаем, что в любой точке тангенс угла наклона касательной к графику потенциала должен совпадать со значением проекции напряженности (взятой с противоположным знаком)

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу

Металлический шар радиусом R = 5 см несет заряд q = 1 нКл. Шар окружен слоем эбонита толщиной d = 2 см

Условие

Нужно полное решение этой работы?

Решение

Шаровой слой равномерно заряженный по объему с постоянной объемной плотностью ρ = 1 нКл/м3

Частица находится в прямоугольной "потенциальной яме" с бесконечно высокими "стенками"

Активность углерода в древних деревянных предметах