Контрольные задания по электростатике и электромагнетизму (Закон Кулона, напряжённость электрического поля. Работа перемещения заряда в электростатическом поле. Энергия заряженного проводника и электрического поля)

Задания для самостоятельной работы студентов. Часть 2.

Авторы: , ,

Изд. ЮУрГУ, 1998 г.

УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИй

Контрольные задания по электростатике и электромагнетизму состоят из двух теоретических вопросов с программированным контролем и пяти задач. Номера вопросов и задач задаются каждому студенту преподавателем, ведущим семинарские занятия. Срок сдачи задания указан в графике контрольных мероприятий.

При выполнении контрольных заданий необходимо руководствоваться следующим:

1. Указать основные законы и формулы, на которых базируется решение задачи, дать словесную формулировку этих законов, разъяснить буквенные обозначения, употребляемые при написании формул. Если при решении задачи применяется формула, полученная для частного случая, не выражающая какой-нибудь известный физический закон и не являющаяся определением какой-нибудь физической величины, то ее следует вывести.

2. Проверить, дает ли рабочая формула правильную размерность искомой величины. Как правило, физические задачи следует решать в общем виде, в буквенных выражениях. При этом способе не производятся вычисления промежуточных величин: числовые значения подставляются только в окончательную (рабочую) формулу, выражающую искомую величину.

3. Дать чертеж, поясняющий содержание задачи (в тех случаях, когда это возможно); выполнять его надо аккуратно при помощи чертежных принадлежностей.

4. Подставить в формулу, полученную в результате решения задачи в общем виде, числовые значения, выраженные в единицах одной системы. (Рекомендуется система СИ). Несоблюдение этого правила часто приводит к неверному результату.

5. Произвести расчет, руководствуясь правилами приближённых вычислений, записать в ответе числовое значение и сокращённое наименование единицы измерения искомой величины в той системе, в которой производилось вычисление.

6. Сопровождать решение краткими, но исчерпывающими пояснениями.

7. При всех затруднениях обращаться к примерам методического разбора задач, предваряющих соответствующие разделы.

ЭЛЕКТРОСТАТИКА

ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ

Для каждого вопроса укажите правильный ответ из таблицы.

1. Теорема Остроградского-Гаусса.

2. Напряжённость поля, создаваемого точечным зарядом.

3. Напряжённость поля, создаваемого длинной заряженной нитью.

4. Напряжённость поля, создаваемого бесконечной, равномерно заряженной плоскостью.

5. Напряжённость поля системы точечных зарядов.

6. Закон Кулона.

7. Потенциал поля, создаваемого точечным зарядом.

8. Потенциал поля, создаваемого системой зарядов.

9. Работа электрического поля при переносе заряда.

10. Энергия заряженного конденсатора.

11. Объемная плотность энергии электростатического поля.

12. Ёмкость шара, окружённого однородным диэлектриком.

1. Закон Кулона. напряжённость электрического поля

Контрольное задание 1

1. Два маленьких металлических шарика подвешены на непроводящих нитях к одному крючку. Шарики заряжены одинаковыми зарядами и находятся на расстоянии 7 см друг от друга. Что произойдет, если один из шариков разрядить? Какое расстояние установится между ними?

2. Два заряженных шарика, подвешенных на нитях одинаковой длины, опускают в керосин. Какова должна быть плотность материалов шариков, чтобы угол расхождения нитей в воздухе и в керосине был один и тот же?

3. Расстояние между двумя электронами равно 1 мм. Что больше и во сколько раз: сила их электростатического или гравитационного взаимодействия? При какой массе электронов эти силы смогли бы уравновесить друг друга?

4. Два точечных заряда 6,7 и –13,2 нКл находятся на расстоянии 5 см друг от друга. Найти напряжённость электрического поля в точке, расположенной на расстоянии 3 см от положительного и 4 см от отрицательного зарядов.

5. В трех вершинах квадрата со стороною 40 см находятся положительные заряды по 5 нКл каждый. Найти напряжённость поля в четвертой вершине.

6. Напряжённость электрического поля Земли около ее поверхности в среднем равна 130 В/м. Какой заряд имела бы Земля, если бы напряжённость около ее поверхности одновременно имела эту величину?

7. Кольцо радиусом 5 см из тонкой проволоки равномерно заряжено зарядом в 10 нКл. Определить: 1) напряжённость поля в центре кольца; 2) напряженность