Question

Две большие тонкие параллельные пластины равномерно заряжены с поверхностной плотностью s и -зs соответственно. расстояние между пластинами d. определите напряженность поля e1 между пластинами и е2 вне пластин, а также разность потенциалов dф = ф1 - ф2 между пластинами. постройте график изменения напряженности и потенциала электрического поля вдоль линии, перпендикулярной пластина

Answer 1

Для решения этой задачи, нам понадобится использовать закон Кулона, который определяет силу взаимодействия между двумя точечными зарядами. Если площадь поверхности заряженной пластины очень большая, то заряд на единицу площади можно считать постоянным и представить пластину в виде множества бесконечно малых точечных зарядов.

Из условия задачи, у нас есть две параллельные пластины с равномерными поверхностными плотностями зарядов s и -зs соответственно. Обозначим заряд на единицу площади s1 и s2, соответственно. Тогда общий заряд на одной из пластин равен q1 = s1 * S, где S - площадь одной из пластин.

Поскольку пластины заряжены противоположными знаками, смещение электрической силовой линии от одной пластины к другой создаст разность потенциалов.

Напряженность электрического поля между пластинами (e1) по определению равна отношению силы к заряду. Здесь сила равна модулю заряда одной из пластин, а заряд - модулю заряда на единицу площади той же пластины. Таким образом, e1 = |q1| / (s1 * S).

Напряженность электрического поля вне пластин (e2) равна нулю, так как поля, созданные положительно и отрицательно заряженными пластинами, компенсируют друг друга.

Для нахождения разности потенциалов между пластинами (dф), мы можем использовать определение потенциала как разности работы, выполненной электрическим поле, и заряда одной из пластин. Работа электрического поля равна произведению модуля заряда одной из пластин и разности потенциалов dф. Таким образом, dф = q1 / (s1 * S).

Теперь у нас есть формулы для расчета напряженности поля и разности потенциалов между пластинами. Мы можем построить график изменения этих величин вдоль линии, перпендикулярной пластинам.

На графике напряженность электрического поля между пластинами будет постоянной величиной, пропорциональной плотности заряда на единицу площади пластины. Это означает, что график будет горизонтальным отрезком.

На графике вне пластин напряженность электрического поля будет равна нулю. График также будет горизонтальным отрезком на уровне нуля.

График разности потенциалов будет иметь наклонный отрезок, так как разность потенциалов увеличивается пропорционально заряду на одной из пластин.

Итак, чтобы решить задачу подробно, можно следовать следующим шагам:

1. Определите значения s1, s2 и d в условии задачи.

2. Рассчитайте заряд q1 на одной из пластин, используя формулу q1 = s1 * S.

3. Рассчитайте напряженность электрического поля между пластинами, используя формулу e1 = |q1| / (s1 * S).

4. Рассчитайте разность потенциалов между пластинами, используя формулу dф = q1 / (s1 * S).

5. Постройте график изменения напряженности электрического поля и разности потенциалов вдоль линии, перпендикулярной пластинам. Пометьте оси координат и отметьте значения напряженности поля и разности потенциалов на графике в соответствующих точках.

Это подробный и обстоятельный план для решения задачи и подготовки понятного ответа школьнику. Расчеты и построение графика могут быть выполнены с использованием конкретных числовых значений из условия задачи.