рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Типовые задачи на электростатику

Типовые задачи на электростатику - Контрольная Работа, раздел Физика, Контрольные работы по физике Задачи На Определение Основных Характеристик Электрического Поля, Применения ...

Задачи на определение основных характеристик электрического поля, применения закона Кулона, принципа суперпозиции и понятия электроемкости.

Задача 1.

Найти силу, действующую на точечный заряд 5.10-7 кулон, расположенный в центре полукольца радиуса 5 см, со стороны этого полукольца, по которому распределен заряд 3.10 –7 кулон.

Дано:     Решение Сделаем пояснительный чертёж  
F = ?

1. Искомую силу можно рассматривать как геометрическую сумму сил, действующих со стороны зарядаdq, расположенного на отрезке dl полукольца:

, где

2. Так как заряд dq сосредоточен на элементарной длине dl, его можно считать точечным и взаимодействие заряда dq и q1 описывать законом Кулона:

 

3. Найдем составляющие силы взаимодействия зарядов вдоль оси Х и Y:

 

 

Аналогично,

 

4. Результирующая сила будет направлена по оси X:

;

 

Ответ:

Задача 2

Заряд 15.10 –9 Кл распределен по тонкому кольцу радиусом 0,2 м. Найти напряженность и потенциал электростатического поля в точке, находящейся на оси кольца на расстоянии 0,15 м от его центра.

Дано:   R=0,2 м  

Решение

Сделаем пояснительный чертёж

 

2. dq и dq –симметрично расположенные заряды, которые можно считать точечными. В этих условиях:

 

2. В проекциях на оси имеем:

;

3.

Ответ: Е=

Задача 3.

Плоский воздушный конденсатор, расстояние, между пластинами которого 5 мм, заряжен до разности потенциалов 6 кВ. Площадь пластины конденсатора 12,5 см 2. Площадь пластин конденсатора равна 12,5 см2 , пластины конденсатора раздвигаются до расстояния 1 см двумя способами:

1) конденсатор остается соединенным с источником напряжения;

2) перед раздвижением конденсатор отсоединяется от источника напряжения.

Найти изменение электроемкости конденсатора, изменение потока напряженности сквозь площадь пластин и изменение объемной плотности энергии электрического поля.

Дано:         Решение задачи проведем отдельно для 1-го и 2-го случая. 1-й случай: конденсатор остается соединенным с источником напряжения. Решение: Сделаем пояснительный чертёж  
     

 

3. При раздвижении пластин конденсатора, присоединенного к источнику тока, разность потенциалов между пластинами не изменяется и остается равной ЭДС источника:

;

Так как

 

 

,

то при раздвижении пластин конденсатора изменяется электроемкость конденсатора, а, следовательно, и заряд на его пластинах, и напряженность поля конденсатора.

Это приводит к изменению потока напряженности:

 

а также к изменению объемной плотности энергии электрического поля:

 

4. Пользуясь формулами (2)-(6), легко определить изменение величин: ёмкости, потока напряженности сквозь площадь электродов, объемной плотности энергии электрического поля. Все величины, характеризующие конденсатор с расстоянием между пластинами d1 обозначаем с индексом «1», а с расстоянием d2 – c индексом «2». Получим следующие расчетные формулы:

(7)

 

 

5. Подставим числовые значения в (7)-(9) и произведем расчет значений искомых величин:

 

 

 

6.Раздвижение пластин конденсатора при приводит к уменьшению электроемкости , заряда на пластинах , энергии электрического поля конденсатора и потока вектора напряженности через площадь пластин . За счет работы внешних сил и уменьшения энергии конденсатора происходит переход части заряда с пластин конденсатора на электроды источника тока (его подзарядка).

Ответ:

2-й случай:перед раздвижением конденсатор отсоединяется от источника напряжения.

Дано:         Решение: Сделаем пояснительный чертёж  
     

 

7.При раздвижении пластин конденсатора, отключаемого от источника тока, заряд на пластинах измениться не может:

 

Так как

,

то при этом изменяется электроемкость конденсатора, а следовательно, и разность потенциалов между пластинами. Напряженность электрического поля конденсатора остается неизменной:

 

8.Пользуясь формулами (1)-(5), запишем:

 

 

 

9.

10. Раздвижение пластин конденсатора при приводит к уменьшению электроемкости и увеличению разности потенциалов между пластинами . Поток вектора напряженности и объемная плотность энергии конденсатора (поле однородное) при этом возрастает . Увеличение энергии происходит за счет работы внешних сил по раздвижению пластин.

Ответ:

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Контрольные работы по физике

Контрольные работы по физике.. оглавление оформление контрольные работы..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Типовые задачи на электростатику

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Оформление
Уважаемые студенты! Контрольную работу необходимо выполнить рукописно в тетради в клетку! Порядок оформления: УКАЗАТЬ НОМЕР ВАРИАНТА. ТЕКСТ ЗАДАЧИ! ОБЯЗАТЕЛЬНО!!!!!!!!!!!!!!

Виды и структура самостоятельной работы студентов
Рассмотрение методологических аспектов организации СРС целесообразно начать с уточнения самого понятия (дефиниции) «самостоятельная работа студентов», поскольку и в фундаментальной педагогической л

Технология организации самостоятельной работы студентов
Организация СРС может включает в себя следующие составляющие: 1. Технология отбора целей самостоятельной работы. Основаниями отбора целей являются цели, определенные Государственным

Цели и задачи дисциплины
Целями освоения дисциплины «Физика» является теоретическая и практическая подготовка будущих специалистов в области эксплуатации транспортно - технологических машин и комплексов; формирование у них

Определения величин и единицы их измерения
- Скорость (м/с) - Ускорение (м/с2) - Сила (Н) - момент силы (Нм) - момент инерции (кгм2) момент инерции твердых однородных тел от

Правила построения графика координаты равнопеременного движения
(параболы) 1. Найти на координатной оси начальную координату – точку начала параболы (в нашем примере = + 3) 2. Определить направление ветвей параболы (е

Определения
- напряженность электрического поля ; - потенциал ; ; - вектор электрической индукции поля ; - электрическая постоянная e0 = 8,85 10-12 Н

Основные формулы и законы электродинамики
- закон сохранения электрического заряда ; - закон Кулона ; - принцип суперпозиции полей для напряженности и потенциала поля ; ; - теорема Остроградского-Гаусса

Задачи на постоянный электрический ток
Задачи на использование закона Ома и законов смешанного соединения резисторов. Задача 4. Четыре резистора сопротивлениями , а также источник тока с и внутренн

Основные формулы
- условие максимумов интенсивности световых колебаний ,..где k =1,2,3…- целое число, а l - длина волны; - условие минимумов интенсивности световых колебаний ; - условие г

Виды и цели контроля самостоятельной деятельности
Результативность самостоятельной работы студентов во многом определяется наличием активных методов ее контроля. Существуют следующие виды контроля: входной контроль знаний и умений студентов; текущ

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги