КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Тема 7. Взаимодействие электрических зарядов. Напряженность и потенциал электрического поля
7.1.Электрический заряд. Закон Кулона
7.2. Напряженность и потенциал электростатического поля, связь между ними. Принцип суперпозиции
Пример 9. В вершинах квадрата находятся одинаковые по величине одноименные заряды (рис 9). Определить величину заряда q0, который надо поместить в центр квадрата, чтобы система зарядов находилась в равновесии. Будет ли это равновесие устойчивым? Условие: q1 = q2 = q3 = q4 = q; qo -?
Решение. Рассмотрим силы, действующие на любой из зарядов в вершинах, например на заряд q2 (рис. 9). Со стороны зарядов q1, q2, q3 на него действуют силы F1, F3, F4 соответственно, причем F1 = F3 = kq2/a2, где а – сторона квадрата, F4 = kq2/2a2. Сила, действующая на заряд q2 со стороны заряда q0 равна F0 = 2kqq0/a2. Условие равновесия заряда имеют вид , (1) В проекции на ось х уравнение (1) запишется F1 + F4cos α – F0 cos α = 0, или . Откуда q0 = q(1 + )/ = 0,9 q. Согласно теореме Ирншоу, система неподвижных точечных зарядов, находящихся на конечном расстоянии друг от друга, не может находиться в состоянии устойчивого равновесия лишь под действием кулоновских сил.
Пример 10. Электрон влетает в плоский воздушный конденсатор параллельно пластинам со скоростью v0 = 1,0·10 6 м/с. Длина конденсатора L =1,0 см, напряженность электрического поля в нем Е =5,0·103 В/м. Найти скорость v электрона при вылете из конденсатора и его смещение у. Условие: v0 = 1,0·106 м/с; L = 1,0 см = 0,01 м; Е = 5,0·103 В/м; е = 1,6·10-19 Кл; m = 9,1·10-31кг; v -? y -?
Решение. Сила тяжести, действующая на электрон, равна Ft = mg = 9,1·10-30 Н. Кулоновская сила равна F = eE = 8·10-16 Н, т. е. кулоновская сила много больше, чем сила тяжести. Поэтому можно считать, что движение электрона происходит только под действием кулоновской силы. Запишем для электрона второй закон Ньютона ma = F, где F = eE. Направление осей координат показано на рис. 10. Движение электрона вдоль оси х – равномерное со скоростью v0, так как проекция силы F на ось х равна нулю, следовательно время, в течении которого электрон пролетает между пластинами конденсатора t = L/v0. Движение электрона вдоль оси у – равноускоренное под действием силы F, направленное вдоль этой оси. Ускорение ау=а=еЕ/m. Начальная скорость и смещение электрона вдоль оси у равны: vy = 0 4,4∙10-2 м. Скорость электрона в момент вылета v, направленная по касательной к траектории его движения равна: v = (vx2 + vy2)1/2, где vx = v0, vy = at. Окончательно получаем: = 8,7·106 м/с. Угол между вектором скорости и осью х определяется по формуле = 83,50.
ТЕМА 8. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРЕМЫ ГАУССА К РАСЧЕТУ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ
8.1 Поток вектора напряженности электростатического поля (ПВЭН). Теорема Гаусса
Дата добавления: 2014-11-20; Просмотров: 516; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |