331. Два точечных заряда q1 = 6 нКл и q2=3 нКл находятся на расстоянии r1 = 60см друг от друга. Какую работу необходимо совершить внешним силам, чтобы уменьшить расстояние между зарядами вдвое?
q1=6 нКл
q2= 3 нКл
r1 = 60 cм r2 = r1/2 | Потенциал поля точечного заряда q1 на расстоянии r: .
Работа по перемещению заряда с r1 до r2 равна разности потенциалов в этих точках умноженной на заряд q2:
.
Нам известно, что r2 = r1/2, поэтому .
Подставляем числа (переводя одновременно все величины в систему СИ).
.
| A = ?
| 334. Две параллельные заряженные плоскости, поверхностные плотности заряда которых σ1= 2 мкКл/м2 и σ2 =–0,8 мкКл/м2, находятся на расстоянии d = 0,6 см друг от друга. Определить разность потенциалов U между плоскостями.
σ1=2мкКл/м2 σ2=–0,8мкКл/м2
d = 0,6 см
|
Модуль , модуль .
Воспользуемся принципом суперпозиции для II области.
В области II: E=E1+E2. поэтому .
В этой области поле отлично от нуля.
Потенциал равен по определению .
Тогда между плоскостями потенциал равен:
.
Подставляем числа.
.
| E = ?
| 335. Диполь с электрическим моментом p = 100 пКл×м свободно установился в свободном электрическом поле напряженностью Е = 200 кВ/м. Определить работу внешних сил, которую необходимо совершить для поворота диполя на угол α= 180°.
p=100 пКл×м
Е = 200 кВ/м
α1=0º
α2= 180°
| Потенциальная энергия диполя p в поле E равна: .
Где α – угол между векторами p и E.
Тогда , .
По закону сохранения энергии работа равна разности потенциальных энергий: A=W1–W2= .
Подставляем числа.
= .
| A=?
| 336. Четыре одинаковых капли ртути, заряженных до потенциала φ = 10 В, сливаются в одну. Каков потенциал образовавшейся капли?
φ = 10В
| Так как ртуть это металл, то весь заряд, находящийся в каплях, сосредоточен на поверхности. Поэтому потенциал равен , где Q – заряд капли, R – радиус капли.
После объединения трех капель суммарный заряд образовавшейся капли будет равен Q’=4×Q, а объем V’=4×V.
Объем малых капель равен , а полученной большой . Поэтому , откуда . Мы знаем заряд и радиус образовавшейся капли, поэтому мы можем вычислить ее потенциал: .
| φ’ = ?
| |