Дано d= 0.1 мм = 0.0001 м p =1000 кг/м3 Е=6·10^5 В/м. g=10 м/с2 Ɛo=8.85*10^-12 Ф/м Найти E1 Решение объем V=4/3 п*R^3 масса m =V*p = 4/3 пR^3 *p сила тяжести Fт=mg=4/3 пR^3 *pg По теореме Остроградского-Гаусса для сферической поверхности S радиуса R полный поток через сферу равен N = EnS или N=4πER^2 (1), так как в сфере радиус всегда перпендикулярен поверхности. С другой стороны, согласно теореме Гаусса, N=q/e0 (2). Приравниваем (1) и (2): 4πER^2 = q/e0 Тогда q=E*4πe0R^2 По принципу суперпозиции напряженность E(∑) =E1+E , так как заряд отрицательный напряженности капельки и однородного поля сонаправлены. сила электрического поля Fk= E(∑)*q = (E1+E)*q = (E1+E)* E*4πe0R^2 по условию капелька в состоянии равновесия Fт = Fk 4/3 пR^3 *pg = (E1+E)* E*4πe0R^2 E1+E = 4/3 пR^3 *pg / (E*4πe0R^2) =4/3 пRpg / (E*4πe0) E1 = 4/3 пRpg / (E*4πe0) -E =4/3 п(d/2)pg / (E*4πe0) -E = dpg / (E*6e0) -E E1 = dpg / (E*6e0) -E E1 = 0.0001*1000*10 / (6·105 *6*8.85*10-12) - 6·105 = -568612 В/м ответ 568612 В/м
d= 0.1 мм = 0.0001 м
p =1000 кг/м3
Е=6·10^5 В/м.
g=10 м/с2
Ɛo=8.85*10^-12 Ф/м
Найти
E1
Решение
объем V=4/3 п*R^3
масса m =V*p = 4/3 пR^3 *p
сила тяжести Fт=mg=4/3 пR^3 *pg
По теореме Остроградского-Гаусса для сферической поверхности S радиуса R полный поток через сферу равен N = EnS или N=4πER^2 (1), так как в сфере радиус всегда перпендикулярен поверхности. С другой стороны, согласно теореме Гаусса, N=q/e0 (2). Приравниваем (1) и (2): 4πER^2 = q/e0
Тогда q=E*4πe0R^2
По принципу суперпозиции напряженность E(∑) =E1+E , так как заряд отрицательный напряженности капельки и однородного поля сонаправлены. сила электрического поля Fk= E(∑)*q = (E1+E)*q = (E1+E)* E*4πe0R^2 по условию капелька в состоянии равновесия
Fт = Fk
4/3 пR^3 *pg = (E1+E)* E*4πe0R^2
E1+E = 4/3 пR^3 *pg / (E*4πe0R^2) =4/3 пRpg / (E*4πe0)
E1 = 4/3 пRpg / (E*4πe0) -E =4/3 п(d/2)pg / (E*4πe0) -E = dpg / (E*6e0) -E
E1 = dpg / (E*6e0) -E
E1 = 0.0001*1000*10 / (6·105 *6*8.85*10-12) - 6·105 = -568612 В/м
ответ 568612 В/м
Ԑ =2 - парафин
d=0,5 см = 5*10-3 м
U = 4 кВ =4000 В
Ɛo=8.85*10-12 Ф/м
Найти
a) σ
б) σ'
Решение
a)
C= ƐƐoS/d (1)
C=q/U (2)
приравниваем (1) и (2)
ƐƐoS/d = q/U
q/S = ƐƐoU/d
σ = q/S = ƐƐoU/d
σ = 2*8.85*10-12 *4000 / (5*10-3) = 0.00001416 Кл/м2 =14,16 мкКл/м2
б)
Поверхностная плотность связанных зарядов определяется поляризацией диэлектрика
σ' =Pn =( Ɛ-1) *Ɛo* E ;
E = σ' / (( Ɛ-1) *Ɛo) (3)
E =U/d (4)
приравниваем (3) и (4)
σ' / (( Ɛ-1) *Ɛo) = U/d
σ' = (( Ɛ-1) *Ɛo) * U/d
σ' =(( 2-1) *8.85*10-12) * 4000/(5*10-3 ) = 7.08*10-6 Кл/м2 = 7,08 мкКл/м2