В центре сферической оболочки на поверхности которой равномерно распределен заряд Q = 5 мкКл. Бесплатный доступ к решению задач

Реферат.Справочник
Решенные задачи по физике
В центре сферической оболочки на поверхности которой равномерно распределен заряд Q = 5 мкКл

В центре сферической оболочки на поверхности которой равномерно распределен заряд Q = 5 мкКл .pdf

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

Условие

В центре сферической оболочки, на поверхности которой равномерно распределен заряд Q = 5 мкКл, расположен точечный заряд q = 1,5 мкКл. Найдите работу электрических сил при расширении оболочки - увеличении ее радиуса от R1 = 50 мм до R2 = 100 мм. Дано: Q = 5 мкКл = 5∙10-6 Кл q = 1,5 мкКл = 1,5∙10-6 Кл R1 = 50 мм = 5∙10-2 м R2 = 100 мм = 0,1 м Найти А

Ответ

работа поля при расширении оболочки А = 1,80 Дж

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

R1
R2
R1
R2
q
Q
q
Q
Согласно теореме Гаусса при сферической симметрии напряжённость поля направлена по радиусу, определяется зарядом внутри сферы, проходящей через заданную точку, и совпадает с напряжённостью поля точечного заряда, помещённого в центр сферы. Таким образом, напряжённость равна
(1)
q – величина точечного заряда, Q – заряд оболочки, ɛ0 – электрическая постоянная, ɛ - относительная диэлектрическая проницаемость среды (полагаем ɛ = 1, не задана), r – расстояние от центра системы, в которой помещён точечный заряд.
При расширении оболочки поле за её пределами не изменяется, так как заряд внутри гауссовской поверхности неизменен .
Поле внутри оболочки (затемнённая область на рисунке) уменьшается, так как внутри гауссовской поверхности в этой области остаётся только заряд q.
Таким образом, работа поля равна уменьшению его энергии в области .
Плотность энергии электростатического поля
(2)
Работа поля при расширении оболочки
(3)
где = 9∙109 Н∙м2/Кл2 – кулоновский коэффициент
проверка размерности

вычисление Дж
Ответ: работа поля при расширении оболочки А = 1,80 Дж

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу