Какова напряженность электрического поля в точках, отстоящих на 3 см от центра металлического шара радиусом
Какова напряженность электрического поля в точках, отстоящих на 3 см от центра металлического шара радиусом 2 см, который имеет заряд 2∙10-9 Кл и заключен в концентрическую сферическую оболочку толщиной 4 см из однородного диэлектрика с диэлектрической проницаемостью? Необходимо выразить ответ в кВ/м.
17.12.2023 05:38
Пояснение: Чтобы найти напряженность электрического поля в данной задаче, мы можем использовать закон Кулона и учесть диэлектрическую проницаемость среды.
Закон Кулона гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Математически это выражается следующим образом:
F = (1 / (4 * π * ε)) * (q1 * q2 / r^2),
где F - сила взаимодействия, q1 и q2 - заряды взаимодействующих тел, r - расстояние между ними, ε - диэлектрическая постоянная.
Напряженность электрического поля в данном случае будет равна F/q1, так как мы ищем ее в точках внутри сферической оболочки, где находится шар (заряд q1).
Для начала, найдем силу F, используя закон Кулона и заданные значения:
F = (1 / (4 * π * ε)) * (q1 * q2 / r^2),
где q1 = 2 * 10^(-9) Кл - заряд шара, r = 0.03 м - расстояние от центра шара до точки.
Затем, мы можем использовать полученное значение силы, чтобы найти напряженность электрического поля:
E = F / q1.
Для расчета финального значения напряженности поля в кВ/м, понадобится перевести значение силы из ньютонов в киловольты и расстояния из метров в сантиметры.
Демонстрация:
Дано:
Заряд шара q1 = 2 * 10^(-9) Кл,
Расстояние r = 0.03 м.
Стало быть,
Сила взаимодействия F = (1 / (4 * π * ε)) * (q1 * q2 / r^2),
Напряженность электрического поля E = F / q1.
Найдем значение силы F, затем подставим его в формулу для напряженности поля E, чтобы получить ответ в кВ/м.
Совет: Для лучшего понимания этой темы, рекомендуется изучить закон Кулона и основные понятия электростатики, такие как заряд и электрическое поле.
Ещё задача:
Рассмотрим другую задачу: У вас есть два заряда, +1 мКл и -2 мКл, расположенных на расстоянии 10 см друг от друга. Найдите напряженность электрического поля в точке между этими зарядами. Ответ представьте в В/м.