Задача по электродинамике №137

В центре сферы радиусом R  находится точечный заряд Q > 0  » class=»math» src=»/images/fizika/quest-1222-2.svg» width=»auto»>. По сфере распределён равномерно заряд <img decoding=. Найти напряжённости E1  и E2  на расстояниях R∕2  и 2R  от центра сферы.

В любой точке напряжённость равна векторной сумме напряжённостей полей, созданных зарядами Q  и − 4Q  :

E⃗= ⃗EQ + ⃗E−4Q.

PIC

Это векторное равенство можно записать в проекциях на ось x  , проведённую из центра сферы через исследуемую точку:

Ex = EQx+ E−4Qx.

Напряженность поля в точке, находящейся на расстоянии r  от точечного заряда равна:

E = k-q2,      r

где q  – заряд.
Напряженность внутри сферы равна нулю, тогда на расстоянии R∕2  напряженность создаёт только точечный заряд:

       kQ       Q E1Q = (R-∕2)2-=4k R2-

Напряженность поля точечного заряда направлена к заряду в случае отрицательного заряда и от заряда в случае положительного заряда, значит, внутри сферы напряженность направлена к поверхности сферы.

Напряженность сферы на расстоянии r >R  » class=»math» src=»/images/fizika/answer-1222-12.svg» width=»auto»> от центра сферы описывается уравнением: </p>
<div class= E(r)= k-⋅(−24Q-)          R

на расстоянии 2R

E2(2R) = k⋅(−4Q)-=− k Q-           (2R)2      R2

А для точечного заряда:

      kQ E2Q = 4R2.

Напряженность поля направлена к заряду в случае отрицательного заряда и от заряда в случае положительного заряда, так как заряд сферы по модулю больше, то напряженность также направлена к поверхности сферы, а её модуль равен

      Q-- -kQ-  3kQ- E2 =k R2 − 4R2 = 4R2
Оцените статью
Я решу все!