Тема: Электростатическое поле в вакууме
1.Сила взаимодействия двух отрицательных точечных зарядов, находящихся на расстоянии R друг от друга, равна F. Знаки зарядов обеих частиц изменили на противоположные. Чтобы сила взаимодействия F не изменилась, расстояние между зарядами надо …
уменьшить в 2 раза
оставить без изменения
увеличить в 4 раза
уменьшить в
увеличить в 2 раза
Решение:
- Оставить без изменения
2. На рисунке показано направление вектора напряженности результирующего электрического поля точечных зарядов q1 и q2 в точке А. При этом для зарядов и справедливо соотношение…
, ; , ; , ; ,
Решение: Построить все варианты. , - да.
3. Электростатическое поле создано двумя точечными зарядами: и . Отношение потенциала поля, созданного вторым зарядом в точке А, к потенциалу результирующего поля в этой точке равно … 4
Решение: (Коэффициенты при делении сокращаются)
4. Электростатическое поле создано системой точечных зарядов.
Вектор напряженности поля в точке А ориентирован в направлении …7
Решение:
Согласно принципу суперпозиции полей напряженность в точке А равна: , где – векторы напряженности полей, создаваемых точечными зарядами Сделать рисунок.
5. Электростатическое поле создано системой точечных зарядов , и .
Градиент потенциала поля в точке А ориентирован в направлении …2
Решение:
Диагональ равна . Напряженность от зарядов направлена в т. А по 6 и равна по величине . Напряженность от заряда в т.А направлена по 2 и по величине равна . Так как , то напряженность в т.А направлена по 6. Следовательно по 2. ( для простоты опущены коэф.-ты )
6.Вектор напряженности электростатического поля в точке А между эквипотенциальными поверхностями В и В имеет направление …
в, а, б, г
Решение:
Т.к. вектор , то вектор всегда направлен в сторону уменьшения перпендикулярно эквипотенциальным поверхностям, т.е. по направлению г.
7. Электростатическое поле создано системой точечных зарядов. Вектор напряженности поля в точке А ориентирован в направлении …6
Решение: Согласно принципу суперпозиции полей напряженность в точке А равна: , где – векторы напряженности полей, создаваемых точечными зарядами , , , в рассматриваемой точке соответственно. На рисунке показаны направления этих векторов. . Учитывая величины зарядов и то, что точка А одинаково удалена от каждого заряда, можно сделать вывод, что образует диагональ квадрата со стороной 2Е1. Таким образом, вектор напряженности поля в точке А ориентирован в направлении 6.
8. В некоторой области пространства создано электростатическое поле, потенциал которого описывается функцией . Вектор напряженности электрического поля в точке пространства, показанной на рисунке, будет иметь направление … Р ешение: , , , . Следовательно , т.е. вектор напряженности направлен по 4.
9. Электростатическое поле образовано двумя параллельными бесконечными плоскостями, заряженными разноименными зарядами с одинаковой по величине поверхностной плотностью заряда. Расстояние между плоскостями равно d. Распределение напряженности Е такого поля вдоль оси х, перпендикулярной плоскостям, правильно показано на рисунке …
Решение: Электростатическое поле, в этом случае, сосредоточено между плоскостями и является однородным. Напряженность поля постоянна и не зависит от х, а вне – равна нулю. Таким образом, правильный график на рисунке 3.
10. Электрическое поле создано двумя параллельными плоскостями, заряженными с поверхностными плотностями –2σ и +σ. На рис. 3.1 показана качественная зависимость проекции напряженности Ех от координаты х вне пластин и между пластинами. Правильно отражает характер изменения потенциала φ этого поля график
1) на рис. 3.2 |
2) на рис. 3.3 |
3) на рис. 3.4 |
4) на рис. 3.5 |
φ
Рис. 3.2 |
φ
Рис. 3.3 |
Р
φ
φ |
Р
φ |
Решение:
Знак позволяет определить направление . Т.к. вдоль направления в-ра ф-ция убывает, то правильный Рис. 3.4
11. Электрическое поле создано двумя параллельными плоскостями, заряженными с поверхностными плотностями +σ и –2σ. Качественная зависимость потенциала поля φ от координаты х вне пластин и между пластинами правильно показана на графике
1) рис. 3.6 |
2) рис. 3.7 |
3) рис. 3.8 |
4) рис. 3.9 |
+σ
–2σ
φ
0 Рис. 3.6 |
+σ
–2σ
φ
0 Рис. 3.7 |
φ
0
–2σ
+σ Рис. 3.8 |
0
φ
–2σ
+σ Рис. 3.9 |
Решение:
Определяем направление в-ра во всех (3х) областях пространства. Т.к. вдоль направления в-ра ф-ция убывает, то правильный Рис. 3.6. ( более просто - для этой системы меняется)
12. Эквипотенциальные линии системы зарядов и значения потенциалов на них показаны на рис. 3.10. Вектор напряженности электрического поля в точке А ориентирован в направлении
1) 1 |
2) 2 |
3) 3 |
4) 4 |
Решение:
Т.к. вдоль направления в-ра ф-ция убывает, то правильное напр. 3
13. Электрическое поле создано двумя параллельными плоскостями, заряженными с поверхностными плотностями –2σ и +σ. На рис. 3.11 дана зависимость изменения потенциала φ этого поля от координаты х вне пластин и между пластинами. Правильно отражает качественную зависимость проекции напряженности поля Ех на ось х график
1) на рис. 3.12 |
2) на рис. 3.13 |
3) на рис. 3.14 |
4) на рис. 3.15 |
Р ис. 3.12 |
Р ис. 3.13 |
Р ис. 3.14 |
Р ис. 3.15 |
Решение:
Т.к. вдоль направления в-ра ф-ция убывает, то определяем направление и знак проекции в-ра на ось ОХ. Правильный рис.3.13
14. Система точечных зарядов в вакууме и замкнутые поверхности S1, S2 и S3 даны на рис. 3.16. Поток вектора напряженности электрического поля равен нулю через поверхности
1) S1 |
2) S2 |
3) S3 |
Решение:
Поток через произв.замкнутую поверхность равен нулю, если внутри поверхности суммарный заряд равен нулю, т.е. S2, S3.
15.Система точечных зарядов в вакууме и замкнутые поверхности S1, S2 и S3 даны на рис. 3.17. Поток вектора напряженности электрического поля отличен от нуля через поверхности
1) S1 |
2) S2 |
3) S3 |
Решение:
Поток через произв.замкнутую поверхность не равен нулю, если внутри поверхности суммарный заряд не равен нулю, т.е. S1, S2.
16. Точечный заряд + q находится в центре сферической поверхности. Если уменьшить радиус сферической поверхности, то поток вектора напряженности электрического поля через поверхность сферы
1) уменьшится |
2) увеличится |
3) не изменится |
Решение:
Поток через замкнутую поверхность зависит только от суммарного заряда внутри. Ответ - не изменится
17. Точечный заряд + q находится в центре сферической поверхности. Если заряд сместить из центра сферы, оставляя его внутри нее, то поток вектора напряженности электрического поля через поверхность сферы
1) уменьшится |
2) увеличится |
3) не изменится |
Решение:
Поток через замкнутую поверхность зависит только от суммарного заряда внутри. Ответ - не изменится
18. Точечный заряд + q находится в центре сферической поверхности. Если добавить заряд – q внутрь сферы, то поток вектора напряженности электрического поля через поверхность сферы
1) уменьшится |
2) увеличится |
3) не изменится |
Решение:
Поток через замкнутую поверхность зависит только от заряда внутри, а он стал нулевым, т.е. уменьшится( был положительным).
19. Относительно статических электрических полей справедливо утверждение:
1) электростатическое поле действует как на электрические, так и на магнитные заряды |
2) электростатическое поле является потенциальным |
3) поток вектора напряженности электростатического поля сквозь произвольную замкнутую поверхность всегда равен нулю |
Решение: 1 и 3 – не верны, 2 – верно.
20. Поле создано равномерно заряженной сферической поверхностью с зарядом – q (рис. 3.20). Укажите направление вектора градиента потенциала в точке А.
1) 1 |
2) 2 |
3) 3 |
4) 4 |
Решение:
Направление в-ра градиента потенциала – обратное в-ру . Так как заряд отрицательный, то в-р в т.А направлен по 4.Следовательно градиент – по 2.
21. Поле создано бесконечной равномерно заряженной плоскостью с поверхностной плотностью заряда – σ (рис. 3.21). Укажите направление вектора градиента потенциала в точке А.
1) 1 |
2) 2 |
3) 3 |
4) 4 |
Решение:
Направление в-ра градиента потенциала – обратное в-ру . Так как заряд отрицательный, то в-р в т.А направлен по 4.Следовательно градиент – по 2.
22. Зависимость потенциала электрического поля φ от расстояния r между центром равномерно заряженной проводящей сферы радиусом R и точкой, где определяется потенциал, правильно изображена на графике
1) рис. 3.22 |
2) рис. 3.23 |
3) рис. 3.24 |
4) рис. 3.25 |
Р
φ |
Р
φ |
Р
φ |
Р
φ |
Решение: рис. 3.25
23. Зависимость потенциала электрического поля φ от расстояния r между центром равномерно заряженного проводящего сплошного шара радиусом R и точкой, где определяется потенциал, правильно изображена на графике
1) рис. 3.22 |
2) рис. 3.23 |
3) рис. 3.24 |
4) рис. 3.25 |
Решение: рис. 3.25 Между проводящей сферой и сплошным проводящим шаром нет разницы. Но что такое равномерно заряженный шар? По поверхности?