Question

Большая заряженная пластина с поверхностной плотностью заряда 40 нКл/м2 погружена в масло. Найти напряженность поля вблизи середины пластины

Answer 1

Решение к задаче представлено в виде картинки и приложено к ответу

Answer 2

Для нахождения напряженности поля вблизи середины пластины сначала рассмотрим формулу для напряженности электрического поля, создаваемого пластиной:

E = σ / (2ε₀),

где E - напряженность поля,
σ - поверхностная плотность заряда на пластине (в данном случае 40 нКл/м2),
ε₀ - электрическая постоянная (ε₀ ≈ 8,854 × 10⁻¹² Кл²/(Н·м²)).

Заметим, что поле будет иметь одинаковую напряженность вблизи середины пластины, независимо от ее размеров. Поэтому, для нахождения напряженности поля вблизи середины пластины, нам необходимо только знать значение поверхностной плотности заряда.

Теперь, подставим известные значения в формулу и рассчитаем напряженность поля.
Получим:

E = (40 × 10⁻⁹ Кл/м²) / (2 × 8,854 × 10⁻¹² Кл²/(Н·м²)).

Сокращаем единицы измерения:

E = (40 × 10⁻⁹) / (2 × 8,854 × 10⁻¹² Н/м²).

Производим вычисления:

E = (40 × 10⁻⁹) / (2 × 8,854 × 10⁻¹²) Н/м².

E = 20 × 10⁻⁹ / 8,854 × 10⁻¹² Н/м².

Для деления чисел в экспоненциальной форме складываем показатели степеней:

E = 20 / 8,854 × 10⁻⁹⁻¹² Н/м².

Получаем окончательное значение для напряженности поля:

E ≈ 2,26 × 10³ Н/м².

Таким образом, напряженность поля вблизи середины пластины составляет около 2,26 × 10³ Н/м².