Электростатического поля точечных зарядов. Взаимодействие зарядов и заряженных тел. Сила Лоренца. Сила Ампера. Закон электромагнитной индукции Фарадея

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

В настоящей работе студентам предлагается решить 4 типовые задачи, каждая из которых разбита на 25 вариантов.

При решении задач необходимо выполнить следующее:

1.  Сформулировать задачу, т. е. записать конкретное словесное условие задачи с числовыми значениями.

2.  Дать конкретный чертеж, поясняющий содержание задачи соответствующего варианта.

3.  Решение задачи сопровождать краткими, но исчерпывающими пояснениями, раскрывающими физический смысл употребляемых формул (указать основные законы, буквенные обозначения величин).

4.  Решить задачу в общем виде и получить рабочую формулу, т. е. выразить искомую величину в буквенных обозначениях величин, заданных в условии задачи.

5.  Выразить все величины, входящие в рабочую формулу, в единицах СИ.

6.  Подставить в рабочую формулу числовые значения, выраженные в единицах СИ.

7.  Произвести вычисление величин, руководствуясь правилами приближенных вычислений.

8.  Проверить, дает ли рабочая формула правильную размерность искомой величины.

Настоящие методические указания содержат задачи на следующие темы:

1.  Напряженность электростатического поля точечных зарядов.

2.  Взаимодействие зарядов и заряженных тел.

3.  Определение индукции магнитного поля токов.

4.  Сила Лоренца. Сила Ампера. Закон электромагнитной индукции Фарадея. 

ЗАДАЧА 1.  НАПРЯЖЕННОСТЬ

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ ТОЧЕЧНЫХ ЗАРЯДОВ

В вершинах геометрической фигуры (рис. 1) расположены заряды, обозначенные q₁, q₂, …, q₆. Заряд и напряженность электрического поля в центре геометрической фигуры обозначаются соответственно q₀, Е₀. Заряд, расположенный в середине какой-либо стороны фигуры, и напряженность поля в этой же точке обозначается Q_ik и E_ik (например, Q₁₂ обозначает, что посредине между зарядами q₁ и q₂ находится заряд Q₁₂; напряженность поля посредине между этими зарядами обозначается Е₁₂). В зависимости от номера варианта необходимо найти или напряженность Е₀ (или Е_ik), или заряд q_i (или Q₀, или Q_ik). Сторона фигуры обозначается буквой а.

Варианты расположения зарядов даны на рис. 1. Значения зарядов, напряженностей и стороны фигуры к задаче 1 даны в табл. 1, 2.

Таблица 1

Значения зарядов к задаче по теме № 1

Продолжение табл. 1