Наэлектризованный шар радиусом r имеет объемную плотность заряда ρ. Бесплатный доступ к контрольной работе

Реферат.Справочник
Контрольные работы по физике
Наэлектризованный шар радиусом r имеет объемную плотность заряда ρ

Наэлектризованный шар радиусом r имеет объемную плотность заряда ρ .pdf

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

Условие

Наэлектризованный шар радиусом r имеет объемную плотность заряда ρ. Сила, действующая на точечный заряд Q, находящийся на расстоянии d от поверхности шара, равна F. Определите величину, обозначенную * (табл. 34), энергию взаимодействия заряда Q и шара. Начертите графики зависимости напряженности и потенциала шара от расстояния R до его центра. Дано: Q = 25∙10-9 Кл r = 12 см = 0.12 м d = 30 см = 0,30 м F = 370 мкН =3,7∙10-4 Н Найти: ρ, графики Е и φ

Нужно полное решение этой работы?

Ответ

плотность заряда шара ρ = 4,01∙10-5 Кл/м3, графики представлены выше.

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

Согласно теореме Остроградского – Гаусса, поток вектора напряжённости электростатического поля через замкнутую поверхность равен алгебраической сумме зарядов внутри этой поверхности делённой на ε∙ε0
(1)
ε0 – электрическая постоянная, ε – относительная диэлектрическая проницаемость среды.
В силу симметрии напряжённость в любой точке направлена от центра (заряд положительный) и перпендикулярна к любой выделенной концентрической сферической поверхности радиусом r.
Поэтому поток через такую поверхность равен , а заряд внутри
этой поверхности зависит от её радиуса.
1 . Внутри шара

Составляем уравнение, выражающее теорему:
(2)
За пределами поверхности шара (r >R) в гауссовскую поверхность попадает весь заряд шара, ɛ = 1 (воздух) и получаем
(3)
Как известно из электростатики для сферически симметричного поля

Полагая на бесконечности , получим потенциал для
(5)
Потенциал поверхности шара

Далее продолжаем интегрирование внутри шара, используя (2) (6)
Обозначим полный заряд шара QШ и запишем согласно закону Кулона силу взаимодействия с зарядом Q, расположенном на расстоянии d от его поверхности

Вычислим объёмную плотность заряда шара ρ, считая заряд равномерно распределённым по объёму
Кл/м3
проверка размерности
Теперь, используя это значение ρ, запишем функции напряжённости E(R) (В/м) и потенциала φ(R) (В), определённые выше (с числовыми коэффициентами для построения графиков)
Таблица некоторых значений
R, м 0 0,12 0,16 0,2
E, кВ/м 0 180 100 65
R, м 0 0,04 0,08 0,12 0,6 0,2
φ, кВ 32,6 31,4 27,8 21,7 16,3 13,0
Ответ: плотность заряда шара ρ = 4,01∙10-5 Кл/м3, графики представлены выше.

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу

Наэлектризованный шар радиусом r имеет объемную плотность заряда ρ

Условие

Нужно полное решение этой работы?

Ответ

Решение

Рассчитайте стандартный тепловой эффект реакции нейтрализации

Плоский воздушный конденсатор с расстоянием между пластинами 5 миллиметров подключили к источнику постоянного напряжения 300 вольт

В результате изохорного нагревания водорода массой m = 1 г давление р газа увеличилось в два раза