7.6 Какой физический смысл имеет выражение 
; где qi - заряд, находящийся в точке с радиус-вектором 
?
7.7 Точечный положительный заряд q находится в начале координат. Диполь с моментом 
находится в точке с радиус-вектором 
. 1) При какой ориентации диполя энергия его взаимодействия с зарядом: а) максимальна; б) минимальна; в) равна нулю? 2) Определить силу 
, действующую на диполь, если он ориентирован: а) вдоль 
; б) перпендикулярно 
. 3) При какой ориентации диполя модуль момента сил, приложенного к нему: а) максимален; б) равен нулю?
7.8 Заряд q распределен по тонкому кольцу радиусом R. Найти работу сил поля при перемещении точечного заряда q′ из центра кольца на бесконечность.
Ответ: 
7.9 Электростатическое поле создается положительно заряженной с постоянной поверхностной плотностью 10нКл/м2 бесконечной плоскостью. Какую работу надо совершить для того, чтобы перенести электрон вдоль линии напряженности с расстояния 2см до 1см?
Ответ: 9∙10-19Дж.
7.10 Электростатическое поле создается положительно заряженной бесконечной нитью с постоянной линейной плотностью 1нКл/см. Какую скорость приобретет электрон, приблизившись под действием внешних сил вдоль линии напряженности с расстояния 1,5см до 1см?
Ответ: 16Мм/с.
7.11 Одинаковые заряды 100нКл расположены в вершинах квадрата со стороной 10см. Определите потенциальную энергию этой системы.
Ответ: 4,87мДж.
7.12 Точечный заряд q находится в центре шарового слоя из однородного диэлектрика с проницаемостью ε. Внутренний и наружный радиусы слоя равны соответственно а и b. Найти электрическую энергию, заключенную в данном диэлектрическом слое.
Ответ: 
7.13 Система состоит из двух концентрических металлических оболочек радиусами R1 и R2 с соответствующими зарядами q1 и q2. Найти собственную энергию W1 и W2 каждой оболочки, энергию WВЗ взаимодействия оболочек и полную электрическую энергию W данной системы, если R2 > R1.
Ответ: 
; 
; 
; 
7.14 Два небольших металлических шарика радиусами R1 и R2 находятся в вакууме на расстоянии, значительно превышающем их размеры, и имеют некоторый определенный суммарный заряд. При каком отношении q1/q2 зарядов на шариках электрическая энергия системы будет минимальной? Какова при этом разность потенциалов между шариками?
Ответ: 
; 0.
7.15 Заряд q распределен равномерно по объему шара радиусом R. Полагая диэлектрическую проницаемость всюду равной единице, найти собственную электрическую энергию шара W и отношение энергии W1, локализованной внутри шара, к энергии W2 в окружающем пространстве.
Ответ: 
; 
7.16 Имеется сферическая оболочка, заряженная равномерно зарядом q. В центре ее расположен точечный заряд q0. Найти работу электрических сил этой системы при расширении оболочки – увеличении ее радиуса от R1 до R2.
Ответ: 
7.17 Уединенная металлическая сфера электроемкостью 4пФ заряжена до потенциала 1кВ. Определите энергию поля, заключенную в сферическом слое между сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в 4 раза больше радиуса уединенной сферы.
Ответ: 1,5мкДж.
7.18 Две концентрические проводящие сферы радиусами 20см и 50см заряжены соответственно одинаковыми зарядами 100нКл. Определите энергию электростатического поля, заключенного между этими сферами.
Ответ: 135мкДж.
7.19 Сплошной эбонитовый шар (ε=3) радиусом 5см заряжен равномерно с объемной плотностью 10нКл/м3. Определите энергию электростатического поля, заключенную внутри шара.
Ответ: 0,164пДж.
7.20 Сплошной шар из диэлектрика радиусом 5см заряжен равномерно с объемной плотностью 10нКл/м3. Определите энергию электростатического поля, заключенную в окружающем шар пространстве.
Ответ: 2,46пДж.
7.21 Шар, погруженный в масло (ε=2,2), имеет поверхностную плотность заряда 1мкКл/м2 и потенциал 500В. Определите: 1) радиус шара; 2) заряд шара; 3) емкость шара; 4) энергию шара.
Ответ: 1) 9,74мм; 2) 1,19нКл; 3) 2,38пФ; 4) 0,3мкДж.
7.22 В однородное электростатическое поле напряженностью 700В/м перпендикулярно полю поместили стеклянную пластинку (ε=7) толщиной 1,5мм и площадью 200см2. Определите энергию электростатического поля, сосредоточенную в пластине.
Ответ: 9,29пДж.
7.23 Имеется плоский воздушный конденсатор, площадь каждой обкладки которого равна S. Какую работу А′ против электрических сил надо совершить, чтобы увеличить расстояние между обкладками от х1 до х2 , если при этом поддерживать неизменным: 1) заряд конденсатора, равный q; 2) напряжение на конденсаторе, равное U? Чему равно приращение электрической энергии 
конденсатора в обоих случаях?
Ответ: 1) 
, 
; 2) 
, 
7.24 Найти работу, которую надо совершить против электрических сил, чтобы удалить диэлектрическую пластинку с проницаемостью е из плоского заряженного конденсатора. Предполагается, что заряд q конденсатора остается неизменным и диэлектрик заполняет все пространство между обкладками. Емкость конденсатора без диэлектрика равна С.
Ответ: 
7.25 Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено стеклом (ε=7). Когда конденсатор присоединили к источнику напряжения, давление пластин на стекло оказалось равным 1Па. Определите: 1) поверхностную плотность зарядов на пластинах конденсатора; 2) электрическое смещение; 3) напряженность электростатического поля в стекле; 4) поверхностную плотность связанных зарядов на стекле; 5) объемную плотность энергии электростатического поля в стекле.
Ответ: 1) 11,1мкКл/м2; 2) 11,1мкКл/м2; 3) 179кВ/м; 4) 9,5мкКл/м2; 5) 0,992Дж/м3.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 1
Некоторые физические постоянные
Скорость света в вакууме |
|
Гравитационная постоянная |
|
Ускорение свободного падения |
|
Элементарный заряд |
|
Масса покоя электрона |
|
Удельный заряд электрона |
|
Масса покоя протона |
|
Электрическая постоянная |
|
Магнитная постоянная |
|
Связь между скоростью света и постоянными |
|
и 
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Иродов . Основные законы. М.-СПб.: БИНОМ- Лаборатория знаний, 2005. . Сборник вопросов и задач по общей физике. М.: Астрель: АСТ, 2005. Иродов по общей физике. Cанкт-Петербург-Москва-Краснодар: ЛАНЬ, 2006. и др. Сборник качественных вопросов и задач по общей физике. М.: Наука, 1990. Калашников . М.: Физматлит, 2003. , Дмитриев задач по физике с решениями для втузов. М.: ОНИКС 21 век, Мир и Образование, 2003. Савельев общей физики. Кн. 2. Электромагнетизм. Под редакцией М.: Астрель: АСТ, 2006. . Физика в таблицах и формулах. М.: Дрофа, 2002. . Курс физики: учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа, 2001. , . Сборник задач по курсу физики с решениями: учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа, 2001. . Сборник задач по общему курсу физики. М.: Наука, 2000. , Воробьёв по физике: изд. 6-е, исправленное. М.: Интеграл-пресс, 1997.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
