- •Контрольное тестирование по физике
- •Де n1. Механика.
- •1. Кинематика поступательного и вращательного движения
- •2. Динамика поступательного движения
- •3. Динамика вращательного движения
- •4. Работа. Энергия
- •5. Законы сохранения в механике
- •6. Элементы специальной теории относительности
- •7. Средняя энергия молекул
- •Де n2. Молекулярная (статистическая) физика и термодинамика.
- •8. Распределения Максвелла и Больцмана
- •9. Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах
- •10. Второе начало термодинамики. Энтропия
- •Де n3. Электричество и магнетизм.
- •11. Электростатическое поле в вакууме
- •12. Законы постоянного тока
- •13. Магнитостатика
- •14. Электрические и магнитные свойства вещества
- •15. Явление электромагнитной индукции
- •16. Уравнения Максвелла
- •Де n4. Механические и электромагнитные колебания и волны.
- •17. Свободные и вынужденные колебания
- •18. Сложение гармонических колебаний
- •19. Волны. Уравнение волны
- •20. Энергия волны. Перенос энергии волной
- •Де n5. Волновая и квантовая оптика.
- •21. Интерференция и дифракция света
- •22. Поляризация и дисперсия света
- •23. Эффект Комптона. Световое давление
- •24. Тепловое излучение. Фотоэффект
- •Де n6. Квантовая физика и физика атома.
- •25. Дуализм свойств микрочастиц. Соотношение неопределенностей Гейзенберга
- •26. Спектр атома водорода. Правило отбора
- •27. Уравнение Шредингера (общие свойства)
- •28. Уравнение Шредингера (конкретные ситуации)
- •Де n7. Элементы ядерной физики и физики элементарных частиц.
- •29. Фундаментальные взаимодействия
- •30. Ядро. Элементарные частицы
- •31. Ядерные реакции.
- •32.Законы сохранения в ядерных реакциях
Де n3. Электричество и магнетизм.
11. Электростатическое поле в вакууме
На рисунках
представлены графики зависимости
напряженности поля
для
различных распределений заряда:

График
зависимости
для
шара радиуса R, равномерно заряженного
по объему, показан на рисунке …
|
|
|
1
|
|
Решение:
Напряженность
поля шара, равномерно заряженного по
объему, внутри шара (при
)
растет линейно с расстоянием r
от его центра, а вне шара (при
)
убывает с расстоянием r
по такому же закону, как для точечного
заряда. Таким образом, график зависимости
для
шара радиуса R,
равномерно заряженного по объему,
показан на рисунке 1.
Заряд 1 нКл переместился из точки, находящейся на расстоянии 1 см от поверхности заряженного проводящего шара радиусом 9 см, в бесконечность. Поверхностная плотность заряда шара 1,1·10-4 Кл/м2. Работа сил поля (в мДж), совершаемая при этом перемещении, равна ______ . (Ответ округлите до целых.)
|
|
|
1
|
|
Решение:
Работа
сил поля по перемещению заряда определяется
по формуле
,
где q – перемещаемый заряд,
и
–
потенциалы начальной и конечной точек
соответственно. В случае заряженного
шара потенциал на бесконечности
.
.
Тогда

|
Электростатическое
поле создано бесконечной равномерно
заряженной плоскостью (
Решение:
Градиент
потенциала в некоторой точке связан
с напряженностью поля в этой точке
соотношением
1. Электростатическое поле создано
двумя точечными зарядами
|
|
Решение: Согласно принципу суперпозиции
полей
, где
и
потенциалы полей, создаваемых в
точке А каждым зарядом в отдельности.
Потенциал поля точечного заряда
. Тогда потенциал результирующего поля
в точке А
. Следовательно, искомое отношение
.
2. На рисунках представлены графики
зависимости напряженности поля
для
различных распределений заряда:


График
зависимости
для
заряженной металлической сферы радиуса
R показан на рисунке
Решение: Напряженность поля внутри
заряженной металлической сферы равна
нулю, вне сферы – убывает с расстоянием
r по такому же закону, как для точечного
заряда. Таким образом, график зависимости
для
заряженной металлической сферы радиуса
R показан на рисунке 2.
|
3.
Электростатическое поле создано
системой точечных зарядов
|
|
Р
ешение:
Градиент потенциала в некоторой точке
связан с напряженностью поля в этой
точке соотношением:
.
Поэтому для нахождения
в
вершине квадрата необходимо найти
напряженность поля в этой точке. Согласно
принципу суперпозиции полей, напряженность
в точке А равна:
,
где
и
–
напряженности полей, создаваемых
точечными зарядами
,
и
в
рассматриваемой точке соответственно.
На рисунке показаны направления этих
векторов.
Величина напряженности
поля точечного заряда определяется по
формуле
,
где
электрическая
постоянная, а r – расстояние от
заряда до точки. Поскольку все заряды
одинаковы по величине, а заряд
удален
от рассматриваемой точки на расстояние
,
то
,
а
.
Модуль вектора
равен
диагонали квадрата, построенного на
векторах
и
,
то есть
.
Таким образом, модуль напряженности
результирующего поля в точке А
,
а сам вектор
ориентирован
в направлении 6. Тогда
ориентирован
в направлении 2.
4. Два проводника заряжены до потенциалов 34 В и –16 В. Заряд 100 нКл нужно перенести со второго проводника на первый. При этом необходимо совершить работу, равную (в мкДж)
Решение: Работа
внешних сил по перемещению заряда в
электростатическом поле определяется
по формуле
,
где q – перемещаемый заряд,
и
–
потенциалы конечной и начальной точек
соответственно. Тогда искомая работа
![]()
.

Градиент
потенциала поля в точке А ориентирован
в направлении …