StudyPort.Ru — Электростатика

Страница 1 из 4

3. Электричество и магнетизм

1. Сила гравитационного притяжения двух водяных одинаково заряженных капель радиусами 0,1 мм уравновешивается кулоновской силой отталкивания. Определите заряд капель. Плотность воды равна 1 г/см³.

2. Два заряженных шарика, подвешенных на нитях одинаковой длины, опускаются в керосин плотностью 0,8 г/см³. Какой должна быть плотность материала шариков, чтобы угол расхождения нитей в воздухе и в керосине был один и тот же? Диэлектрическая проницаемость керосина ε = 2.

3. В вершинах равностороннего треугольника находятся одинаковые положительные заряды Q = 2 нКл. Какой отрицательный заряд Q₁ необходимо поместить в центр треугольника, чтобы сила притяжения с его стороны уравновесила силы отталкивания положительных зарядов?

4. Свинцовый шарик (ρ = 11,3 г/см³) диаметром 0,5 помещен в глицерин (ρ = 1,26 г/см³). Определить заряд шарика, если в однородном электростатическом поле шарик оказался взвешенном в глицерине. Электростатическое поле направлено вертикально вверх, и его напряженность Е = 4 кВ/см.

5. Два точечных заряда Q₁ = 4 нКл и Q₂ = – 2 нКл находятся друг от друга на расстоянии 60 см. Определить напряженность Е поля в точке, лежащей посередине между зарядами. Чему равна напряженность, если второй заряд положительный?

6. Определить напряженность поля, создаваемого диполем с электрическим моментом р = 1 нКл*м на расстоянии r = 25 см от центра диполя в направлении, перпендикулярном оси диполя.

7. Определить напряженность электростатического поля в точке А, расположенной вдоль прямой, соединяющей заряды Q₁ = 10 нКл и Q₂ = – 8 нКл и находящейся на расстоянии r = 8 см от отрицательного заряда. Расстояние между зарядами l = 20 см.

8. На некотором расстоянии от бесконечной равномерно заряженной плоскости с поверхностной плотностью сигма = 0,1 нКл/см² расположена круглая пластинка. Плотность пластинки составляет с линиями напряженности угол 30°. Определить поток Ф_Е вектора напряженности через эту пластинку, если её радиус r равен 15 см.

9. Определите поток Ф_E вектора напряженности электростатического поля через сферическую поверхность, охватывающую точечные заряды Q₁ = 5 нКл и Q₂= -2 нКл.

10. Расстояние l между зарядами Q = ±2 нКл равно 20 см. Определите напряженность E поля, созданного этими зарядами в точке, находящейся на расстоянии r₁ = 15 см от первого и r = 10 см от второго заряда.

11. В вершинах квадрата со стороной 5 см находится одинаковые положительные заряды Q = 2 нКл. Определить напряженность электростатического поля: 1) в центре квадрата; 2) в середине одной из сторон квадрата.

12. Кольцо радиусом r = 5 см из тонкой проволоки равномерно заряжено с линейной плотностью τ = 14 нКл/м. Определить напряженность поля на оси, проходящей через центр кольца, в точке, удаленной на расстоянии a = 10 см от центра кольца.

13. Определить поверхностную плотность заряда, создающего вблизи поверхности Земли напряженность Е = 200 В/м.

14. Под действием электростатического поля равномерно заряженной бесконечной плоскости точечный заряд Q = 1 нКл переместился вдоль силовой линии на расстояние r = 1 см; при этом совершена работа 5 мкДж. Определите поверхностную плотность заряда на плоскости.

15. Электростатическое поле создается двумя бесконечными параллельными плоскостями, заряженными равномерно одноименны зарядами с поверхностной плотностью соответственно σ₁ = 2 нКл/м² и σ₂ = 4 нКл/м². Определите напряженность электростатического поля: 1) меж плоскостями; 2) за пределами плоскостей. Постройте график изменения напряженности вдоль линии, перпендикулярной плоскостям.

16. Электростатическое поле создается двумя бесконечными параллельными плоскостями, заряженными равномерно разноименными зарядами с поверхностной плотностью σ₁ = 1 нКл/м² и σ₂ = 2 нКл/м², Оп напряженность электростатического поля: 1) между плоскостями, 2) за пределами плоскостей. Постройте график изменения напряженности поля вдоль линии, перпендикулярной плоскостям.

17. На металлической сфере радиусом 15 см находится заряд Q = 2 нКл. Определить напряженность Е электростатического поля: 1) на расстоянии r₁ = 10 см от центра сферы; 2) на поверхности сферы; 3) на расстоянии r₂ = 20 см от центра сферы. Постройте график зависимости Е(r).

18. Поле создано двумя равномерно заряженными концентрическими сферами радиусами R₁ = 5 см и R₂ = 8 см. Заряды сфер соответственно равны Q₁ = 2 нКл и Q₂ = – 1 нКл. Определить напряженность электростатического поля в точке, лежащих от центра сфер на расстояниях: 1) r₁ = 3 см; 2) r₂ = 6 см; 3) r₃ = 10 см. Построить график зависимости Е(r).

19. Шар радиусом R=10 см заряжен равномерно с объемной плотностью ρ = 10 нКл/м³. Определите на электростатического поля: 1) на расстоянии r₁ = 5 см от центра шара; 2) на рас r₂ = 15 см от центра шара. Построй зависимость E(r).

20. Фарфоровый шар радиусом R = 10 см заряжен равномерно с объемной плотностью ρ = 15 нКл/м³. Определить напряженность электростатического поля: 1) на расстоянии r₁ =5 см от центра шара; 2) на поверхности шара; 3) на расстоянии r₂ = 15 см от центра шара. Постройте график зависимости E(r). Диэлектрическая проницаемость фарфора ε = 5.

 

Как можно создать электрическое поле

Статьи › Магнит › Как сделать Магнит › Каким образом можно создать магнитное поле

Для того, чтобы создать электрическое поле, необходимо создать электрический заряд. Если натереть какой-либо диэлектрик о шерсть или что-нибудь подобное, например, пластиковую ручку о собственные чистые волосы, то на диэлектрике (ручке) создастся заряд, а вокруг — электрическое поле.

1. Чем создается постоянное электрическое поле
2. Как создать и обнаружить электрическое поле
3. Можно ли создать электрический заряд
4. Каким образом можно создать однородное электрическое поле
5. Как можно изобразить электрическое поле
6. Как можно электрическое поле
7. Как изобразить электрическое поле
8. Что может создавать электрическое поле
9. Какие устройства создают электрическое поле
10. Как создается электрическое поле
11. Где создается электрическое поле

Чем создается постоянное электрическое поле

Электростати́ческое по́ле — поле, созданное неподвижными в пространстве и неизменными во времени электрическими зарядами. Оно представляет собой особый вид материи, связанный с электрическими зарядами и передающий действия зарядов друг на друга.

Как создать и обнаружить электрическое поле

Электрическое поле можно обнаружить с помощью любого заряженного тела, поскольку в электрическом поле и заряженное тело взаимодействуют друг с другом. В быту чтобы определить электрическое поле, скрытую проводку или место короткого замыкания, нужно воспользоваться специальным электромагнитным датчиком.

Можно ли создать электрический заряд

Электрический заряд можно и создать, и уничтожить, но только при соотношении 1 к 1 между отрицательными и положительными зарядами.

Каким образом можно создать однородное электрическое поле

Однородное поле изображается с помощью параллельных равноотстоящих прямых силовых линий. Поле, примерно являющееся однородным, можно получить между двумя параллельными разноименно заряженными пластинами.

Как можно изобразить электрическое поле

Электрическое поле можно изобразить графически с помощью силовых линий электрического поля (рис. 4), которые имеют направление (выходят из положительного заряда; входят в отрицательный заряд). Взаимодействие двух заряженных тел можно наблюдать при помощи электрических султанов, подключённых к электрофорной машине (рис.

Как можно электрическое поле

Ответы1. Электрическое поле можно обнаружить с помощью любого заряженного тела, поскольку в электрическом поле и заряженное тело взаимодействуют друг с другом.

Как изобразить электрическое поле

Любое электрическое поле графически изображают с помощью силовых линий (или линий напряжённости) в виде касательных в конкретных исследуемых точках (рис. \(2\)). 5. Если вектор напряжённости \(\vec{E}\) в любой точке пространства является постоянным, т.

Что может создавать электрическое поле

Электрическое поле создается электрическими зарядами и обнаруживается при помощи электрических зарядов по действию на них определенной силы. Электрическое поле распространяется с конечной скоростью 300000 км/с в вакууме.

Какие устройства создают электрическое поле

Ответы1. Источники тока или генераторы создают и поддерживают электрическое поле в проводниках в течение длительного времени.

Как создается электрическое поле

Электрические поля возникают за счет разницы напряжений: чем больше электрическое напряжение, тем более сильным будет возникающее поле. Магнитные поля возникают там, где проходит электрический ток: чем сильнее ток, тем сильнее магнитное поле. Электрическое поле есть даже при отсутствии электрического тока.

Где создается электрическое поле

Электростатическое поле создается только электрическими зарядами, существует в пространстве, окружающем эти заряды и неразрывно с ними связано. Если к электроскопу, не касаясь его оси, поднести на некотором расстоянии заряженную палочку, то стрелка все равно будет откланяться. Это и есть действие электрического поля.

Электрические поля: определение, напряженность, уравнение

Поле генерируется источником в пространстве вокруг него. Электрически заряженная частица создает электрическое поле. Протоны и электроны обладают электрическими полями и на определенном расстоянии притягивают или отталкивают другие заряженные частицы.

Определение электрического поля

Силы являются векторами, как и электрическое поле. E — векторная величина, измеряемая в Ньютонах/Кулонах или вольтах/м:

\[\vec{E} = \frac{\vec{F}}{q}\]

Здесь F и q — соответственно сила источника и заряд, к которому приложена эта сила. Если мы выразим силу через электрическое поле, результат будет следующим:

\[\vec{F} = q\vec{E}\]

Для изолированного положительного заряда электрическое поле вокруг него распространяется радиально наружу от заряда во всех направлениях, в то время как для изолированного отрицательного заряда электрическое поле вокруг него направлено радиально внутрь. Когда дело доходит до сил, которые испытывают эти заряды, общее правило состоит в том, что положительные заряды испытывают силу в направлении электрического поля, а отрицательные заряды испытывают силу, противоположную направлению поля. 92} r_i\]

Здесь k — постоянная часть формулы, включая диэлектрическую проницаемость. Его значение равно 9×10 ⁹ кг⋅м ³ ⋅с ^-2 ⋅C ^-2 .

Рис. 1. Электрическое поле частицы.

Электрическое поле зависит от расстояния точки приложения от источника самого поля и от интенсивности заряда. В случае одиночной частицы мы находим эквипотенциальные концентрические сферы, где напряженность поля одинакова.

Электрическое поле множественных зарядов

При правильной корректировке условий формула, используемая для описания одиночного заряда, также может быть использована для расчета более сложных случаев. В случае нескольких зарядов мы должны учитывать их влияние на точку приложения. Это рассчитывается путем сложения вклада каждого заряда.

Рис. 2. Поле двух частиц в некоторой точке на расстоянии равно сумме полей на этом расстоянии. 92} r_i\]

Как видите, большой разницы с предыдущим примером нет. N здесь представляет собой общее количество зарядов, но вместо того, чтобы вычислять это один раз, вам нужно сложить результат этой формулы для всех зарядов (N). Обратите внимание, что важно соблюдать направление каждого вклада при выполнении векторной суммы.

Электрическое поле распределенных зарядов

Рассмотрим несколько более сложную ситуацию. Это также более полезно, поскольку нечасто можно найти движущиеся запасные частицы. Вместо этого рассмотрите предметы определенной формы и объема. Благодаря принципу суперпозиции здесь мы рассматриваем однородную плотность заряда ρ вместо заряда отдельной частицы. Расчет электрического поля заключается в выполнении интеграла, учитывающего распределение заряда внутри объекта: 92} r_i}\]

Исходя из этого результата, можно пойти еще дальше и рассмотреть, например, неоднородную плотность заряда. Возьмем источник, заряд которого меняется по одному или нескольким измерениям в пространстве и по всему объему. Чтобы назвать эту плотность, мы добавляем размеры, от которых она зависит, между скобками. Например, случай плотности заряда, который изменяется в измерении x, представлен как ρ (x). Исчисление будет более сложным без какой-либо разницы в концепции.

Электрический потенциал

Иногда вам нужно рассчитать, что происходит в электрическом поле. Движение заряда в электрическом поле не такое же, как вне электрического поля. Кроме того, иногда в пространстве электрического поля есть и другие заряды, и интересно посмотреть, что между ними происходит. Электрический потенциал позволяет провести эти расчеты.

От электрического поля к электрическому потенциалу

Электрический потенциал – это количество энергии, необходимое для перемещения заряда в электрическом поле из точки А в точку В без потери или преобразования энергии. Чтобы определить электрический (или электростатический) потенциал, нам нужна точка отсчета. Первый является источником электрического поля. В случае одиночной частицы с пробным зарядом, погруженной в ее поле, потенциал равен:

\[U = k\frac{qq_i}{r}\]

Прежде всего следует отметить, что электрический потенциал является скалярной величиной. Более того, даже если формула очень близка к формуле силы, мы должны учитывать радиус, а не ее квадратную степень. Наконец, что важно, это количество зависит от тестового заряда. Нам нужно обратиться к абсолютной ссылке; таким образом, определение V:

\[V = \frac{U}{q}\]

Рассмотрим две точки и сделаем разницу между ними разностью потенциалов ΔV:

\[V_a — V_b = kq_i \Big( \frac{1}{r_a} — \frac{1}{r_b} \Big)\]

Если мы перенесем точку b очень далеко от точки a, r _b становится больше, а 1/rb становится меньше. Чем дальше b отдаляется от a, тем больше 1/rb приближается к нулю, вплоть до того, что b настолько далеко, что мы можем не рассматривать этот термин в скобках, а определение Va — Vb совпадает с определением U. Единица измерения мерой потенциала является вольт.

Электрические поля (только A2) — ключевые выводы

• Поле генерируется источником в пространстве вокруг него. Электрическое поле создается электрически заряженной частицей.
• Источник, генерирующий электрическое поле, может быть дискретным или непрерывным.
• Эквипотенциальные поверхности поля — это поверхности, на которых воздействие самого поля на пробный заряд одинаково.
• Перемещение заряда в электрическое поле требует энергии, а количество энергии, необходимое для перемещения из точки А в точку В, называется электрическим потенциалом.
• Когда речь идет о потенциале между двумя точками, одна из них часто описывается как находящаяся на бесконечности, так что ее величина не зависит от заряда движущейся частицы.

электростатика — Как электрическое поле создает силу?

Задавать вопрос

спросил 7 лет, 1 месяц назад

Изменено 7 лет, 1 месяц назад

Просмотрено 2к раз

$\begingroup$

Закрыто . Этот вопрос требует подробностей или ясности. В настоящее время ответы не принимаются.

---

Хотите улучшить этот вопрос? Добавьте детали и уточните проблему, отредактировав этот пост.

Закрыта 7 лет назад.

Улучшить этот вопрос

Если у нас есть 2 заряженные частицы, которые находятся на определенном расстоянии друг от друга, они либо притягиваются, либо отталкиваются из-за электрического поля, создаваемого ими обоими. Но я не понимаю механизма создания силы. Какую структуру я должен использовать, чтобы визуализировать это?

Редактировать: Извините за путаницу. Есть 2 частицы, и они движутся из-за друг друга, как-то что-то происходит, и они оба решают двигаться. Знаем ли мы, что происходит между ними. Согласно «Электричеству и магнетизму», заряженная частица создает вокруг себя электрическое поле. И сила действует на вторую частицу.

Знаем ли мы фактический процесс создания силы, который я мог визуализировать, чтобы получить интуитивное представление о силе и движении 9?0003

P.S. Я пытаюсь понять движение уже много месяцев, но никак не могу его понять. Не могли бы вы предложить мне теорию помимо КТП, с помощью которой я мог бы, по крайней мере, сформировать интуицию для движения.

Извините за задержку с редактированием, мой телефон не уведомлял меня о взаимодействиях здесь.

• силы
• электростатика
• электрические поля
• квантовая электродинамика
• закон кулона

$\endgroup$

0

$\begingroup$

Но я не понимаю механизма создания силы

Но понятие электрического заряда и электрического поля есть , по определению, механизм создания силы — , который люди изобрели для моделирования наблюдаемого .

Никогда не забывайте, что наблюдаемое метафизически дано.

От нас, как от существ, обладающих рациональными способностями, зависит найти концептуальную и математическую модель, которая лучше всего объясняет данное, как мы его понимаем в то время.

$\endgroup$

0

$\begingroup$

В этой ситуации я просто хочу процитировать то, что однажды сказал в интервью Ричард П. Фейнман. «Если вы держите вместе два подобных полюса магнита, они отталкиваются друг от друга, а это означает, что между ними существует какая-то сила, избегающая их контакта. Это экспериментальная истина. Но если вы спросите меня, почему между ними существует сила, тем, кто не хочет, чтобы с ними был контакт, то нет ответа».

Почему всегда необъяснимо. Наука не должна объяснять почему. Речь идет о как , которое объясняется с помощью модели, основанной на фактах, которые невозможно объяснить с помощью «почему», что мы называем фундаментом науки. Распространенной ошибкой является использование почему в науке, а не как. Вы можете объяснить, как это сделать, создав математическую основу на основе этих эмпирических наблюдений. Например, в этом случае, основываясь на всех этих наблюдениях, вы просто вызываете модель силовых линий и говорите, что две линии поля никогда не должны пересекаться, и это приведет к тому, что магнитное поле будет иметь два направления в одной и той же точке одновременно, и так далее, и так далее. . Но эти модели основаны на наблюдаемых выше эмпирических результатах, которые не имеют чисто математической основы.

Также я хотел бы добавить еще одну вещь. «Наука состоит из фактов, как дом строится на камнях, но накопление фактов является наукой не в большей степени, чем груда камней — домом» — Анри Пуанкаре.

Итак, почему в вашем вопросе нельзя ответить.

$\endgroup$

0

$\begingroup$

Как электрическое поле создает силу

На самом деле это

электромагнитное поле. Взаимодействие электромагнитного поля приводит к линейной и/или вращательной силе. Когда мы видим только первое, мы склонны говорить об электрическом поле, когда мы видим только последнее, мы склонны говорить о магнитном поле. Но речь идет об электромагнитном поле. См. Википедию: «Со временем стало понятно, что электрическое и магнитное поля лучше рассматривать как две части большего целого — электромагнитного поля». См. также «Классическую электродинамику» Джексона: «правильно следует говорить об электромагнитном поле Fμν, а не отдельно о E или B».

Если у нас есть 2 заряженные частицы, которые находятся на определенном расстоянии друг от друга, они либо притягиваются, либо отталкиваются из-за электрического поля, создаваемого ими обоими. Но я не понимаю механизма создания силы. Какую структуру я должен использовать, чтобы визуализировать это?

Вам нужно начать с визуализации электромагнитного поля одной из ваших заряженных частиц. Оно имеет «винтовую» природу, мало чем отличающуюся от гравитомагнитного поля. См. Минковский, ссылающийся на него в «Пространстве и времени», и Максвелл, ссылающийся на него в «О физических силовых линиях: 9».0162 «движение поступательного движения вдоль оси не может произвести вращение вокруг этой оси, если только оно не встречается с каким-то особым механизмом, например, с винтом»

. Имея это в виду, скомбинируйте радиальные линии электрического поля с концентрическими линиями магнитного поля в упрощенной форме, например:

Надеюсь, теперь вы получили новую концепцию «спинорной» природы электрона. Надеюсь, вы также обратили внимание на заголовок страницы Максвелла и знаете, что вихря, вращающиеся в противоположных направлениях, притягивают и 9 вихрей.0162 вращающиеся в одном направлении вихри отталкивают . Поместите электрон рядом с позитроном, и они будут двигаться навстречу друг другу по прямой линии. Но если бросить электрон мимо позитрона, они тоже будут двигаться вокруг друг друга, вот так:

Это немного похоже на циклоны и антициклоны.