• Линейная плотность электрического заряда бесконечной заряженной нити равна 2мкКл/см. Найти напряжённость электрического поля, создаваемого этой нитью на расстоянии 10 см

Ответы 1

  • Посчитаем поле бесконечной равномерно заряженной нити. Из аксиальной симметрии задачи следует, что и поле имеет аксиальную симметрию. Другими словами, оно является функцией только расстояния от нити до точки наблюдения: \mathbf{E}=E(r)\cdot \mathbf{e_r}}Здесь \mathbf{e_r} - единичный вектор вдоль перпендикуляра из точки наблюдения на нить, он "смотрит" прочь от последней, а r - расстояние от точки наблюдения до нити.Для того, чтобы посчитать поле в явном виде, проще всего воспользоваться теоремой Гаусса.Выберем такую поверхность: это цилиндр, ось которого совпадает с нитью, радиусом r и длиной образующей l.Теорема Гаусса гласит, что поток поля через замкнутую поверхность с точностью до размерного множителя \frac{1}{\varepsilon_0} равен заряду внутри нее:$\int\limits_{\partial V} \mathbf{E}\cdot \mathrm d\mathbf S=\frac{1}{\varepsilon_0}\int\limits_V ho\  \mathrm d VЛевая часть в нашем случае распадается на три слагаемых:1) поток через боковую поверхность,2) поток через верхнее дно,3) поток через нижнее дно.Очевидно, что два последних вклада не дадут, поскольку, как уже было сказано, поле имеет только радиальные компоненты, а значит, перпендикулярно плоскостям, в которых лежат основания цилиндра.Первое слагаемое дает вклад \Phi=E(r)\cdot 2\pi r\cdot lПравая часть теоремы Гаусса тоже очень легко считается.Q=\lambda lИтак,E(r)2\pi rl=\dfrac{1}{\varepsilon_0}\lambda l.Отсюда легко выразить явный вид поля:E(r)=\dfrac{\lambda}{2\pi \epsilon_0}\cdot \dfrac 1r.Все, подставим числа, посчитаем.E(r)=\dfrac{k\lambda}{2r}=\dfrac{9\cdot 10^9\cdot 2\cdot 10^{-4}}{2\cdot 10\cdot 10^{-2}}=900\mathrm{\ \dfrac Vm}.
  • Добавить свой ответ

Войти через Google

или

Забыли пароль?

У меня нет аккаунта, я хочу Зарегистрироваться

How much to ban the user?
1 hour 1 day 100 years