Объясните, пожалуйста, как решать задачу по физике!
Между пластинами воздушного конденсатора создано электрическое поле напряженности Е=100 В/м. Конденсатор поместили в магнитное поле, вектор индукции В которого перпендикулярен вектору напряженности. Модуль вектора индукции магнитного поля равен 0,5 Тл. С какой скоростью должен двигаться электрон параллельно плоскости пластины, чтобы его траектория была прямолинейной?
Лучший ответ
Задача. Дано E = 100 В/м; B = 0,5 Тл; Определить v -? Решение. При движении электрона перпендикулярно обоим векторам на него будут действовать две силы: Сила Лоренца F(Л) = evB и кулоновская сила F(к) = eE. При этом сила Лоренца зависит от скорости, она ею и определяется, а кулоновская сила не зависит. Чтобы электрон, войдя в пространство между пластинами конденсатора, не смещался под действием одной из этих сил и не отклонялся от своего первоначального направления, необходимо чтобы эти силы уравновешивали друг друга (компенсировали) , поэтому модули этих сил должны быть равны. Отсюда и решение. F(Л) = F(k); evB=eE; v = E/B Вычислим её:
v = 100 В/м/0,5 Тл = 200 м/с. Ответ: v = 200 м/с. Успеха Вам и «питерки»! Примечание: задача нетрудная, думал, кто из ваших друзей и решит. Увидел, нет ответов, решил помочь.
Источник: желание объяснять законы природы
Остальные ответы
Похожие вопросы
Между двумя пластинами конденсатора создано электрическое поле напряженностью Е. Конденсатор поместили в магнитное поле вектор индукции В которого перпендикулярен вектору Е. С какой скоростю должен двигаться электрон параллельно плоскости пластины, чтобы его траектория была прямолинейна
На заряд действует электростатическое поле конденсатора с силой и сила Лоренца . Для того, чтобы электрон двигался прямолинейно, результирующая сила должна быть равна 0, т.е.
пожалуйста
Новые вопросы в Физика
!Допоможіть, будь ласка! Даю 20 балів Яку силу потрібно прикласти до тіла щоб воно рухалося з прискоренням 2м/ с2. Маса тіла 10 кг. Коефіцієнт опору … руху 0,02. Сила спрямована під кутом 30° (прискорення вільного падіння 10 м/с², sin 30°=0,5, cos30°=0,86). Відповідь скоротити до цілого числа.
Швидкість руху зайця 60 км/год, а дельфіна 20M / c Хто з них має більшу швидкість?
Тело, масса которого 10 кг, начало тормозить и остановилось через 100 м. Начальная скорость тела равнялась 10 м/с. Определить коэффициент трения. (Уск … орение свободного падения 10 м/с2)
Надайте відповідь «Так або Ні» 1. Магнітне поле – це неперервне поле в просторі, що здійснює силовий вплив на рухомі заряджені частинки. 2. Вектор маг … нітної індукції – числова характеристика магнітного поля. 3. Сила Лоренца – це сила, що діє з боку заряду на магнітне поле, що руха- ється. 4. Лінії магнітної індукції ніколи не замикаються.5. Електромагнітна індукція – явище виникнення електричного струму в за- мкненому контурі при змінах магнітного поля, що пронизує контур. 6. Індуктивність – коефіцієнт пропорційності між силою струму в контурі та магнітним потоком, створюваним цим струмом.7. Індуктивність в системи СІ вимірюється в Тл (теслах).
Шків радіусом 20см здійснило 45 обертів за 5хв.Визначте частоту обертання та лінійну швидкість руху тіла, терміново!!
Тесты по физике 10 класс
1. Относительная влажность воздуха 50%. Сравните показания влажного (Т^) и сухого (Т^) термометров психрометра.
2. Определите абсолютную и относительную влажность воздуха при температуре 16°С, если точка росы равна 10°С. Давления насыщающих паров воды при указанных температурах равны соответственно: 1,81 кПа и 1,22 кПа.
А. 1,22 кПа, 67%. Б. 1,81 кПа, 67%. В. 1,22 кПа, 33%. Г. 1,81 кПа, 33%.
3. В комнате имеются два герметичных сосуда с воздухом. В первом из них относительная влажность 40%, во втором 60%. Сравните давление водяных паров в этих сосудах. Плотность воздуха в обоих сосудах одинакова.
4. Давление водяных паров в атмосфере при 15°С составляло 1,5 кПа. Выпадет ли роса, если ночью температура воздуха понизилась до 10°С? Давление насыщенных паров при 10°С равно 1,22 кПа.
А. Выпадет. Б. Не выпадет. В. Ответ неоднозначный.
5. В классе при температуре 25 °С создается высокая влажность воздуха. Как изменится влажность воздуха в комнате, если открыть форточку, а за окном холодно и идет дождь?
А. Повысится. Б. Понизится. В. Ответ неоднозначный.
6. В герметичном сосуде находится насыщенный пар. Как изменится давление этого пара, если температуру повысить в 2 раза?
А. Не изменится. Б. Увеличится в 2 раза. В. Увеличится более чем в 2 раза. Г. Ответ неоднозначный.
Вариант 2
1. Относительная влажность воздуха 100%. Сравните показания влажного (Т 1 ) и сухого (Т 2 ) термометров психрометра.
2. Определите абсолютную и относительную влажность воздуха при температуре 20°С, если точка росы равна 10°С. Давления насыщающих паров воды при указанных температурах равны соответственно: 2,33 кПа и 1,22 кПа.
А. 1,22 кПа, 48%. Б. 1,22 кПа, 52%. В. 2,33 кПа, 48%. Г. 2,33 кПа, 52%.
3. В комнате имеются два герметичных сосуда с воздухом. В первом из них относительная влажность 70%, во втором 30%. Сравните давление водяных паров в этих сосудах. Плотность воздуха в обоих сосудах одинакова.
4. Давление водяных паров в атмосфере при 20°С равно 1,6 кПа. Выпадет ли роса, если ночью температура
воздуха понизилась до 15°С? Давление насыщенных паров при 15°С равно 1,71 кПа.
А. Выпадет. Б. Не выпадет. В. Ответ неоднозначный.
5. Хозяйка повесила сушить выстиранное белье в комнате, температура воздуха в которой 25°С. Высохнет ли белье быстрее, если открыть форточку, а за окном холодно и идет дождь?
А. Высохнет быстрее. Б. Будет сохнуть дольше. В. Ответ неоднозначный.
6. В герметичном сосуде находится насыщенный пар. Как изменится давление этого пара, если температуру понизить в 2 раза?
А. Не изменится. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Уменьшится более чем в 2 раза. Г. Ответ неоднозначный.
Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Рабочие листы к Вашему уроку:
Рабочие листы
к вашим урокам
Выбранный для просмотра документ Деформации.docx
Вариант 1
1. Какие силы межмолекулярного взаимодействия являются преобладающими при деформации сжатия?
А. Силы отталкивания. Б. Силы притяжения. В. Силы отталкивания равны силам притяжения. Г. Ответ неоднозначен.
2. К закрепленной одним концом проволоке сечением 0,2 см 2 подвешен груз массой 1 кг. Рассчитайте механическое напряжение в проволоке. А. 0,2·10 5 Па. Б. 0,5·10 5 Па. В. 02·10 5 Па. Г. 5·10 5 Па.
3. Имеются два стержня с длинами Ɩ 1 = Ɩ и Ɩ 2 = 2Ɩ одинакового сечения и изготовленные из одинакового материала. Сравните удлинения ∆Ɩ 1 и ∆Ɩ 2 стержней, если приложенные к ним напряжения одинаковы.
4. Имеются два стержня одинаковой длины и сечения, изготовленные из одинакового материала. Сравните удлинения ∆Ɩ 1 и ∆Ɩ 2. стержней, если приложенные к ним силы равны: F 1 = F, F2 = 2F.
5. На рисунке представлена диаграмма растяжения материала. Какая точка на диаграмме соответствует пределу прочности данного материала?
А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4.
6. Резиновый жгут разрезали на 2 равные части и сложили их вместе. Как изменится эквивалентная жесткость получившейся системы?
А. Увеличится в 2 раза. Б. Увеличится в 4 раза. В. Уменьшится в 2 раза. Г. Уменьшится в 4 раза.
Вариант 2
1. Какие силы межмолекулярного взаимодействия являются преобладающими при деформации растяжения?
А. Силы отталкивания. Б. Силы притяжения. В. Силы отталкивания равны силам притяжения. Г. Ответ неоднозначен.
2. К закрепленной одним концом проволоке сечением 0,5 см 2 подвешен груз массой 2 кг. Рассчитайте механическое напряжение в проволоке.
А. 10 4 Па. Б. 4·10 4 Па. В. 10 5 Па. Г. 4·10 5 Па.
3. Имеются два стержня одинаковой длины, изготовленные из одинакового материала с сечениями S 1 = S, S2 = 2S. Сравните удлинения ∆Ɩ 1 и ∆Ɩ 2 стержней, если приложенные к ним напряжения одинаковы.
4. Имеются два стержня одинаковой длины и сечения, изготовленные из одинакового материала. Сравните удлинения ∆Ɩ 1 и ∆Ɩ 2 стержней, если приложенные к ним силы равны: F 1 = F, F2 = 2F.
5. На рисунке представлена диаграмма растяжения материала. Какая точка на диаграмме соответствует пределу упругости данного материала?
А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4.
6. Резиновый жгут разрезали на 3 равных части и сложили их вместе. Как изменится эквивалентная жесткость получившейся системы?
А. Не изменится. Б. Увеличится в 3 раза. В. Увеличится в 9 раз. Г. Уменьшится в 9 раз.
Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Рабочие листы
к вашим урокам
Выбранный для просмотра документ Закон Кулона.docx
Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда.
Вариант 1
1. Капля, имеющая положительный заряд +е, при освещении потеряла один электрон. Каким стал заряд капли?
А. 0. Б.-2е. В. +2е. Г. Среди ответов А-В нет правильного.
2. Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов, если расстояние между ними увеличить в 2 раза?
А. Увеличится в 2 раза. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Увеличится в 4 раза. Г. Уменьшится в 4 раза.
3. Сила взаимодействия между двумя точечными заряженными телами равна F. Чему станет равна сила взаимодействия между телами, если каждый заряд на телах увеличить в 3 раза?
А. Увеличится в 3 раза. Б. Уменьшится в 3 раза. В. Увеличится в 9 раз. Г. Уменьшится в 9 раз.
4. Какое из выражений, приведенных ниже, выражает в СИ силу взаимодействия точечных зарядов и +q1, и -q2, рас
положенных на расстоянии r друг от друга в вакууме? Притягиваются они или отталкиваются?
A. , притягиваются. Б. , отталкиваются. В. , притягиваются. Г. отталкиваются.
5. Как направлена кулоновская сила F, действующая на положительный точечный заряд, помещенный в центр квадрата, в углах которого находятся заряды: +q, +q,-q,-q?
6. Как изменится модуль силы взаимодействия двух одинаковых металлических шаров, имеющих заряды +q1, и +q2, если шары привести в соприкосновение и раздвинуть на прежнее расстояние?
А. Не изменится. Б. Увеличится. В. Уменьшится. Г. Ответ неоднозначен.
Вариант 2
1. Капля, имеющая отрицательный заряд (-е), при освещении потеряла один электрон. Каким стал заряд капли?
А. 0. Б.-2е. В. +2е. Г. Среди ответов А-В нет правильного.
2. Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов, если расстояние между ними уменьшить в 2 раза?
А. Увеличится в 2 раза. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Увеличится в 4 раза. Г. Уменьшится в 4 раза.
3. Сила взаимодействия между двумя точечными заряженными телами равна F. Как изменится сила взаимодействия между телами, если каждый заряд на телах уменьшить в 3 раза?
А. Увеличится в 3 раза. Б. Уменьшится в 3 раза. В. Увеличится в 9 раз. Г. Уменьшится в 9 раз.
4. Какое из выражений, приведенных ниже, выражает в СИ силу взаимодействия точечных зарядов +q1, и +q2, расположенных на расстоянии г друг от друга в вакууме. Притягиваются они или отталкиваются?
A. , притягиваются. Б. , отталкиваются. В. , притягиваются. Г. отталкиваются.
5. Как направлена кулоновская сила F, действующая на отрицательный точечный заряд, помещенный в центр квадрата, в углах которого находятся заряды: +q, +q,-q -q?
6. Как изменится модуль силы взаимодействия двух одинаковых металлических шаров, имеющих заряды +q1, и -q2,, если шары привести в соприкосновение и раздвинуть на прежнее расстояние?
А. Не изменится. Б. Увеличится. В. Уменьшится. Г. Ответ неоднозначен.
Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Рабочие листы
к вашим урокам
Выбранный для просмотра документ Закон Ома для полной цепи.docx
Закон Ома для полной цепи
Вариант 1
1. ЭДС батарейки от карманного фонаря равна 4,5 В. Какую работу совершают сторонние силы за 1 минуту, если сила тока равна 0,2 А?
А. 0,9 Дж. Б. 22,5 Дж. В. 54 Дж. Г. Среди ответов А-В нет правильного.
2. Рассчитайте силу тока в цепи источника тока с ЭДС, равной 4,5 В, и внутренним сопротивлением 1 0м при
подключении во внешней цепи резистора с сопротивлением 3,5 0м.
А.0,5А. Б.1А. В.2А. Г.ЗА.
3. В цепи, изображенной на рисунке, ползунок реостата перемещают вверх. Как изменились показания амперметра и вольтметра?
А. Показания обоих приборов увеличились. Б. Показания амперметра увеличились, вольтметра уменьшились.
В. Показания амперметра уменьшились, вольтметра увеличились. Г. Показания обоих приборов уменьшились
4. Какое выражение соответствует закону Ома для цепи, представленной на рисунке?
5. Два одинаковых источника с ЭДС е каждый соединены параллельно. Каковы показания хорошего вольтметра) подключенного к точкам 1 и 2?
Вариант 2
1. ЭДС батарейки «Крона» равна 9 В. Какую работу совершают сторонние силы за 1 минуту, если сила тока
равна 0,4 А?
А. 3,6 Дж. В. 216 Дж. Б. 22 Дж. Г. Среди ответов А-В нет правильного.
2. Рассчитайте силу тока в цепи источника тока с ЭДС, равной 9 В, и внутренним сопротивлением 2 0м при
подключении во внешней цепи резистора с сопротивлением 2,5 0м.
А.0,5. Б.1А. В.2А. Г.ЗА.
3. В цепи, изображенной на рисунке, ползунок реостата перемещают вниз. Как изменились показания амперметра и вольтметра?
А. Показания обоих приборов увеличились.
Б. Показания обоих приборов уменьшились.
В. Показания амперметра увеличились, вольтметра уменьшились.
Г. Показания амперметра уменьшились, вольтметра увеличились.
4. Какое выражение соответствует закону Ома для цепи, представленной на рисунке?
5. Два одинаковых источника с ЭДС е каждый соеденены последовательно. Каковы показания идеального вольтметра, подключенного к точкам 1 и 2?
Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Рабочие листы
к вашим урокам
Выбранный для просмотра документ Кристаллические и аморфные тела.docx
Кристаллические и аморфные тела
Вариант 1
1. Какое свойство отличает кристалл от аморфного тела?
А. Прочность. Б. Твердость. В. Прозрачность. Г. Анизотропность.
2. Какое из перечисленных ниже веществ имеет определенную точку плавления?
А. Стекло. Б. Пластмасса. В. Рубин. Г. Смола.
3. Какое из приведенных ниже суждений справедливо?
А. Аморфное тело может со временем превратиться в кристаллическое. Б. Кристаллическое тело может превратиться в аморфное. В. Аморфное тело никогда не может превратиться в кристаллическое. Г. Между аморфными и кристаллическими телами нет принципиальной разницы.
4. Какие частицы находятся в узлах кристаллической решетки льда?
А. Нейтральные атомы. Б. Молекулы. В. Ионы. Г. Электроны.
5. Одинаковые кубики из стекла и монокристалла кварца опущены в горячую воду. Сохранят ли кубики свою форму?
А. Сохранит форму только стеклянный кубик. Б. Сохранит форму только кубик из кварца. В. Оба кубика сохранят форму. Г. Оба кубика не сохранят форму.
6. Как влияют дефекты в кристалле на его прочность?
А. Всегда уменьшают прочность. Б. Всегда увеличивают прочность. В. Могут уменьшить или увеличить прочность. Г. Не влияют.
Вариант 2
1. Какие из приведенных ниже предложений характерны для кристаллических тел?
А. Атомы кристалла расположены^ строгом порядке. Б. Кристалл имеет правильную геометрическую форму. В. Кристалл обладает высокой прочностью. Г. Кристаллы обладают большой твердостью.
2. Какое из перечисленных ниже твердых веществ не имеет определенную точку плавления?
А. Кварц. Б. Графит. В. Стекло. Г. Парафин.
3. Какое из приведенных ниже суждений справедливо?
А. Кристаллическое тело со временем может превратиться в аморфное. Б. Аморфное тело никогда не может превратиться в кристаллическое. В. Между аморфными и кристаллическими телами нет принципиальной разницы. Г. Аморфное тело может со временем превратиться в кристаллическое.
4. Какие частицы находятся в узлах кристаллической решетки поваренной соли?
А. Нейтральные атомы. Б. Молекулы. В. Ионы. Г. Электроны.
5. Две пластинки покрыты воском. Первая пластинка изготовлена из стекла, вторая — из монокристалла кварца. К центру поверхности пластинок поднесли раскаленную иглу. Какую форму приобретет граница расплавленного воска на поверхностях пластинок?
А. На первой — овал, на второй — окружность. Б. На первой — окружность, на второй — овал. В. На обеих пластинках — окружность. Г. На обеих пластинках — овал.
6. Какую структуру могут иметь кристаллы при плотной упаковке одинаковых атомов или молекул шарообразной формы?
А. Только кубическую. Б. Только гексагональную. В. Кубическую или гексагональную. Г. Любую из 230 возможных кристаллических решеток.
Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Рабочие листы
к вашим урокам
Выбранный для просмотра документ Напряженность электрического поля.docx
Напряженность электрического поля
Вариант 1
1. Напряженность электрического поля измеряют с помощью пробного заряда q. Как изменится модуль напряженности, если величину пробного заряда увеличить в 2 раза?
А. Не изменится. Б. Увеличится в 2 раза. В. Уменьшится в 2 раза. Г. Ответ неоднозначен.
2. Как изменится напряженность электрического поля, созданного точечным зарядом, при увеличении расстояния от него в 2 раза?
А. Не изменится. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Уменьшится в 4 раза. Г. Уменьшится в 16 раз.
3. Какая из приведенных ниже формул является определением напряженности электрического поля? 1. E= 2. E =
А. Обе формулы. Б. Только первая. В. Только вторая. Г. Ни одна из них.
4. Какое направление имеет вектор напряженности электрического поля Е в точке О, созданного двумя одноименными зарядами?
5. Незаряженный проводящий шар помещают в неоднородное электрическое поле. Как будет двигаться шар?
А. Вправо. Б. Влево.
В. Не будет двигаться. Г. Ответ неоднозначен.
Вариант 2
1. Напряженность электрического поля измеряют с помощью пробного заряда qп. Как изменится модуль напряженности, если величину пробного заряда уменьшить в 2 раза?
А. Не изменится. Б. Увеличится в 2 раза. В. Уменьшится в 2 раза. Г. Ответ неоднозначен.
2. Как изменится напряженность электрического поля, созданного точечным зарядом, при увеличении расстояния от него в 4 раза?
А. Не изменится. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Уменьшится в 4 раза. Г. Уменьшится в 16 раз.
3. Какая из приведенных ниже формул является определением напряженности электрического поля?
А. Обе формулы. Б. Только первая. В. Только вторая. Г. Ни одна из них.
4. Какое направление имеет вектор напряженности электрического поля E в точке О, созданного двумя разноименными зарядами?
6. Незаряженный проводящий шар помещают в неоднородное электрическое поле. Как будет двигаться шар?
А. Вправо. Б. Влево.
В. Не будет двигаться. Г. Ответ неоднозначен.
Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Рабочие листы
к вашим урокам
Выбранный для просмотра документ Насыщенные и ненасыщенные пары.docx
Насыщенные и ненасыщенные пары
Вариант 1
1. Как изменяется температура жидкости при испарении?
А. Понижается. Б. Повышается. В. Не изменяется. Г. Ответ неоднозначный.
2. Как изменяется давление насыщенного пара при уменьшении его объема?
А. Ув е личивается. Б. Умень ш ается. В. Не изменяется. Г. Ответ неоднозначный
3. На каком из графиков правильно и з ображена зависимость давления насыщенного пара от абсолютной температуры? А. 1 Б. 2 В. 3 Г. 4
4. Как изменится точка кипения жидкости при повышении давления?
А. Повысится. Б. Понизится. В. Не изменится. Г. Ответ неоднозначный.
5. Как можно перевести ненасыщенный пар в насыщенный?
А. Уменьшить объем и температуру. Б. Увеличить объем и температуру.
В. Уменьшить объем и увеличить температуру. Г. Увеличить объем и уменьшить температуру.
6. Какой участок изотермы реального га з а соответствует процессу превращения газа в жидкость?
В. 3-4. Г. Такой процесс не происходит.
Вариант2
1. Как изменяется температура воздуха при конденсации водяного пара, находящегося в воздухе?
А. Понижается. Б. Повышается. В. Не изменяется. Г. Ответ неоднозначный.
2. Как изменяется давление насыщенного пара при увеличении его объема?
А. Не изменяется. Б. Уменьшается В. Увеличивается. Г. Ответ неоднозначный.
3. На рисунке изображен график зависимости давления пара от абсолютной температуры. На каком участке пар насыщенный?
А. 0-1. Б. 1-2. В. На всех участках. Г. Ни на одном участке
4. Как изменится точка кипения жидкости при понижении давления?
А. Повысится. Б. Понизится. В. Не изменится. Г. Ответ неоднозначный.
5. Как можно перевести насыщенный пар в ненасыщенный?
А. Уменьшить объем и температуру. Б. Увеличить объем и температуру.
В. Уменьшить объем и увеличить температуру. Г. Увеличить объем и уменьшить температуру.
6. Какой участок изотермы реального газа соответствует процессу превращения ненасыщенного пара в насыщенный?
А. 1-2. Б . 2-3.
В. 3-4. Г. Такой процесс не происходит.
Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Рабочие листы
к вашим урокам
Выбранный для просмотра документ Основное уравнение МКТ.docx
Основное уравнение МКТ
1. Молекула азота летит со скоростью v перпендикулярно к стенке сосуда. Чему равен модуль вектора изменения импульса молекулы?
А. 0. B . mv . B .2 m v . Г.4 mv .
2. Как изменится давление идеального газа на стенки сосуда, если в данном объеме скорость каждой молекулы удвоилась, а концентрация м о лекул не изменилась?
А. Не изменится. Б. Увеличится в 2 раза. В. Увеличится в 4 раза. Г. Ответ неоднозначный.
3. Как изменится средняя кинетическая энергия идеального газа при увеличении абсолютной температуры в 2 раза?
А. Не изменится. Б. Увеличится в 2 раза. В. Увеличится в 4 раза. Г. Ответ неоднозначный.
4. Какая из приведенных ниже формул является основным уравнением молекулярно-кинетической теории?
1. p = (1/3) nm 0 2 . 2. p = (2/3) nE
А. Только первая. Б. Только вторая. В. Обе формулы. Г. Ни одна из них.
5. Воздух в комнате состоит из смеси газов: водорода, кислорода, азота, водяных п аров, углекислого газа и др. Какие из физических параметров этих газов обязательно одинаковы при тепловом равновесии?
А. Температура. Б. Давление. В. Концентрация. Г. Средний квадрат скорости теплового движения молекул.
6. В первом сосуде водород, а во втором — кислород. Сравните давления p 1 и р 2 в этих сосудах, если концентрация молекул и температура в обоих сосудах одинаковы.
1. Молекула кислорода летит со скоростью v перпендикулярно к стенке сосуда. Чему равен вектор изменения импульса молекулы? А.
А . 0. B.mv. B .2 m v . Г. -2 mv .
2. Сравните давления p 1 водорода и p 2 кислорода, если концентрация газов и их среднеквадратичные скорости одинаковы:
3. Как изменится средняя кинетичес к ая энергия идеального газа при уменьшении абсолютно й температуры в 2 раза?
А. Уменьшится в 4 раза. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Не изменится. Г. Ответ неоднозначный.
4. Какая из приведенных ниже формул является уравнением молекулярно-кинетической теории? 1. p = (1/3) nm 0 2 . 2. p = (1/3) 2
А. Только первая. Б. Только вторая. В. Обе формулы. Г. Ни одна из них.
5. Воздух в комнате состоит из смеси газов: водорода, кислорода, азота, водяных паров, углекислого газа и др. Какие из физических параметров этих газов обязательно одинаковы при тепловом равновесии?
А. Давление. Б.Средний квадрат скорости теплового движения молекул.
В. Концентрация. Г. Средняя кинетическая э н ергия м о лекул.
6. Молекулы каких газов (кислорода, водорода или азота), находящихся в воздухе комнаты, движутся быстрее?
А. Водорода. Б. Кислорода. В. Азота. Г. Скорости всех газов одинаковы.
Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Рабочие листы
к вашим урокам
Выбранный для просмотра документ Первый закон термодинамики.docx
Первый закон термодинамики
Вариант 1
1. Как изменяется внутренняя энергия идеального газа при изотермическом сжатии?
А. Увеличивается. Б. Уменьшается. В. Не изменяется. Г. Ответ неоднозначен.
2. Какое выражение соответствует первому закону термодинамики в изохорическом процессе?
А. ∆ U = Q . Б. ∆ U = A . В. ∆ U = 0. Г. Q = — A
3. Чему равно изменение внутренней энергии газа, если ему передано количество теплоты 300 Дж, а внешние силы совершили над ним работу 500 Дж?
А.200Дж. Б. 300 Дж. В. 500 Дж. Г. 800 Дж.
4. Чему равна работа, совершенная газом при переходе из состояния 1 в состояние 2?
А. 10 Дж. Б. 20 Дж. В. 30 Дж. Г. 40 Дж.
5. Состояние идеального газа изменилось в соответствии с графиками на P-V диаграмме. В каком случае изменение внутренней энергии больше?
В. В I и II случаях одинаково.
Г. Ответ неоднозначен.
6. Какое количество теплоты нужно передать двум молям одноатомного идеального газа, чтобы изобарно увеличить его объем в 3 раза? Начальная температура газа To.
Вариант 2
1. Как изменяется внутренняя энергия идеального газа при изотермическом расширении?
А. Увеличивается. Б. Уменьшается. В. Не изменяется. Г. Ответ неоднозначен.
2. Какое выражение соответствует первому закону термодинамики в адиабатном процессе?
А. ∆ U = Q . Б. ∆ U = A . В. ∆ U = 0. Г. Q = — A
3. Чему равно изменение внутренней энергии газа, если ему передано количество теплоты 500 Дж, а газ, расширяясь, совершил работу 300 Дж?
А.200 Дж. Б. 300 Дж. В. 500 Дж. Г. 800 Дж.
4. Чему равна работа, совершенная газом при переходе из состояния 1 в состояние 2?
А. 10 Дж. Б. 20 Дж. В. 30 Дж. Г. 40 Дж.
5. Состояние идеального газа изменилось в соответствии с графиками на P-V диаграмме. В каком случае работа, совершенная газом, больше?
В. В I и II случаях одинаково.
Г. Ответ неоднозначен.
6. Какое количество теплоты нужно передать трем молям одноатомного идеального газа, чтобы изобарно увеличить его объем в 2 раза? Начальная температура газа T 0.
Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Рабочие листы
к вашим урокам
Выбранный для просмотра документ Понятие об электрическом токе.docx
Понятие об электрическом токе. Закон Ома для участка цепи
Вариант 1
1. Как движутся свободные электроны в проводнике при наличии в нем электрического поля?
А. Участвуют в тепловом, хаотическом движении и движутся к точкам с большим потенциалом.
Б. Участвуют в тепловом, хаотическом движении и движутся к точкам с меньшим потенциалом.
В. Участвуют только в упорядоченном движении под действием электрического поля.
Г. Участвуют только в тепловом, хаотическом движении.
2. Оцените скорость движения электронов по проводам осветительной проводки в вашей комнате.
А. 10 -3 м/с. Б. 1 м/с. В. 10 3 м/с. Г. 10 8 м/с.
3. Электрический ток течет по двум последовательно соединенным проводникам разного сечения S1 и S2 (S1 >> S2). Сравните силы токов в этих проводниках.
4. Как изменится сопротивление проводника, если его разрезать на две равные части и соединить эти части параллельно?
А. Не изменится. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Уменьшится в 4 раза. Г. Среди ответов А-В нет правильного.
5. Как изменится сила тока, протекающего через проводник, если увеличить в 2 раза напряжение на его концах, а длину проводника уменьшить в 2 раза?
A. Не изменится. Б. Увеличится в 2 раза. В. Увеличится в 4 раза. Г. Среди ответов А-В нет правильного.
6. Какой из приведенных ниже графиков соответствует зависимости сопротивления проводника от температуры?
А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4.
Вариант 2
1. Как движутся свободные электроны в проводнике при наличии в нем электрического поля?
А. Участвуют только в тепловом, хаотическом движении.
Б. Участвуют только в упорядоченном движении под действием электрического поля.
В. Участвуют в тепловом, хаотическом движении и движутся к точкам с меньшим потенциалом.
Г. Участвуют в тепловом, хаотическом движении и движутся к точкам с большим потенциалом.
2. Оцените скорость распространения электрического поля по проводам осветительной проводки в вашей комнате.
А. 10 3 м/с. Б. 1 м/с. В. 10м/с. Г. 10м/с.
3. Как изменилась сила тока в цепи, если скорость направленного движения электронов увеличилась в 2 раза?
А. Не изменилась.
Б. Увеличилась в 2 раза.
В. Увеличилась в 4 раза.
Г. Среди ответов А-В нет правильного.
4. Как изменится сопротивление проводника, если его разрезать на три равные части и соединить эти части параллельно?
А. Не изменится. Б. Уменьшится в 3 раза. В. Уменьшится в 9 раз. Г. Среди ответов А-В нет правильного.
5. Как изменится сила тока, протекающего через проводник, если уменьшить в 2 раза напряжение на его концах, а длину проводника увеличить в 2 раза?
А. Не изменится. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Уменьшится в 4 раза. Г. Среди ответов А-В нет правильного.
Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Рабочие листы
к вашим урокам
Выбранный для просмотра документ Проводники и диэлектрики в электрическом поле.docx
Проводники и диэлектрики в электрическом поле
Вариант 1
1.Незаряженное металлическое тело внесено в электрическое поле положительного заряда, а затем разделено на части 1 и 2. Какими электрическими зарядами будут обладать части тела 1 и 2 после разделения?
А. 1 — положительным, 2 — отрицательным. Б. 1 — отрицательным, 2 — положительным.
В. 1 и 2 останутся нейтральными. Г. Ответ неоднозначен.
2. Проводящий шар находится в однородном электрическом поле. Сравните потенциалы точек 1 и 2 шара.
3. Незаряженное тело из диэлектрика внесено в электрическое поле положительного заряда, а затем разделено на части 1 и 2. Какими электрическими зарядами обладают части тела 1 и 2 после их разделения?
А. Обе части останутся нейтральными. Б. 1 — положительным, 2 — отрицательным.
В. 1 — отрицательным, 2 — положительным. Г. Ответ неоднозначен.
4. Плоский конденсатор подключен к источнику постоянного тока. Как изменится заряд на обкладках конденсатора, если пространство между ними заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью =2?
А. Напряженность в точке А увеличится, потенциал уменьшится.
Б. Напряженность в точке А уменьшится, потенциал увеличится.
В. Напряженность и потенциал в точке А уменьшатся.
Г. Напряженность и потенциал в точке А увеличатся.
5. Металлическому полому телу, сечение которого представлено на рисунке, сообщен положительный заряд.
Каково соотношение между потенциалами точек 1,2 и 3
A. φ1 > φ2 > φ3 Б. φ1=φ2>φ3 В. φ3>φ2>φ1 Г. φ1=φ2=φ3
6. Центры двух шаров, радиуса R с зарядами +q1 и –q2 отстоят друг от друга на расстоянии l (l=8R). Сравните модули силы F 1 взаимодействия между этими шарами и силы F2 взаимодействия точечных зарядов с зарядам +q1 и –q2, находящимися на том же расстоянии l.
A. F1 =F. Б. F1 >F2 . B.F1
Вариант 2
1.Незаряженное металлическое тело внесено в электрическое поле отрицательного заряда, а затем разделено на части 1 и 2. Какими электрическими зарядами будут обладать части тела 1 и 2 после разделения?
А. 1 — положительным, 2 — отрицательным. Б. 1 — отрицательным, 2 — положительным.
В. 1 и 2 останутся нейтральными. Г. Ответ неоднозначен.
2. Проводящий шар находится в неоднородном электрическом поле. Сравните потенциалы точек 1 и 2 шара.
3. Незаряженное тело из диэлектрика внесено в электрическое поле отрицательного заряда, а затем разделено на части 1 и 2. Какими электрическими зарядами обладают части тела 1 и 2 после их разделения
А. Обе части останутся нейтральными. Б. 1 — положительным, 2 — отрицательным.
В. 1 — отрицательным, 2 — положительным. Г. Ответ неоднозначен.
4. Плоский конденсатор подключен к источнику постоянного тока. Как изменится заряд на обкладках конденсатора, если пространство между ними заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ɛ = 3
А. Не изменится. Б. Увеличится в 3 раза. В. Уменьшится в 3 раза. Г. Среди ответов А-В нет правильного.
5. Металлическому полому телу, сечение которого представлено на рисунке, сообщен отрицательный заряд. Каково соотношение между потенциалами точек 1,2 и 3?
A. φ1 > φ2 > φ3 Б. φ1=φ2>φ3 В. φ3>φ2>φ1 Г. φ1=φ2=φ3
6. Центры двух шаров, радиуса R с зарядами +q1 и +q2, отстоят друг от друга на расстоянии l (l=8R). Сравните модули силы F1 взаимодействия между этими шарами и силы F2 взаимодействия точечных зарядов с зарядами +q1 и
+q2, находящимися на том же расстоянии l
A.F1=F2 Б.F1>F2. B.F1
Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Рабочие листы
к вашим урокам
Выбранный для просмотра документ Работа и мощность тока.docx
Работа и мощность тока
Вариант 1
1. Два резистора, имеющие сопротивления R1 = 3 0м и R2 = б 0м, включены последовательно в цепь постоянного тока. Сравните работы электрического тока на этих резисторах за одинаковое время.
А. А1 =А2. Б. А1 =2А2
B. А2 =2А1 Г. Среди ответов А-В нет правильного.
2. Два резистора, имеющие сопротивления R1 = 3 0м и R2 = 6 0м, включены параллельно в цепь постоянного тока. Сравните мощности электрического тока на этих резисторах.
А.Р1 =Р2. Б. Р1 =2Р2
В. Р2 =2Р1. Г. Среди ответов А-В нет правильного.
3. Чему равно сопротивление лампы накаливания в номинальном режиме, на которой написано: U=220 В, Р= 100 Вт?
А. 0,45 0м. Б. 2,2 0м. В. 484 0м. Г. 2,2. 10 0м.
4. Имеются две лампы, рассчитанные на напряжение 220 В каждая. Мощности этих ламп Р1 = 50 Вт, Р2 = 100 Вт. Сравните электрические сопротивления этих ламп.
A . R 1=2 R 2 Б. R 1=4 R 2 B . R 2=2 R 1 Г. R 2=4 R 1
5. Две лампы, рассчитанные на 220 В и имеющие номинальные мощности P1=40 Вт, P2,=200 Вт, включены в сеть U=220 В последовательно. Какая из ламп будет гореть ярче?
А. Первая. Б. Вторая. В. Одинаково. Г. Ответ неоднозначен
6. Две лампы, рассчитанные на 220 В и имеющие номинальные мощности P1=40 Вт, P2=200 Вт, включены в сеть U==220 В последовательно. Сравните количества теплоты, выделенные в лампах.
А. Q1=Q2 Б. Q1=5Q2 В. Q2=5Q1 Г. Среди ответов А-В нет правильного.
Вариант 2
1. Два резистора, имеющие сопротивления r1 = 4 0м, R2 = 2 0м, включены последовательно в цепь постоянного тока. Сравните работы электрического тока на этих резисторах за одинаковое время
А. A1=A2. B. A1=2A2.. В. A2=2A1.. Г. Среди ответов А-В нет правильного.
2. Два резистора, имеющие сопротивления R1. = 4 0м, R2.= 2 0м, включены параллельно в цепь постоянного тока. Сравните мощности электрического тока на этих резисторах.
A.P1=P2.. Б. P1=2P2. В. P2=2P1. Г. Среди ответов А-В нет правильного.
3. Чему равно сопротивление лампы накаливания в номинальном режиме, на которой написано: U=120 В, Р=60Вт?
А. 7,2·10 3 0м. Б. 240 0м. В. 2 0м. Г. 0,5 0м.
4. Имеются две лампы, рассчитанные на напряжение 220 В каждая. Мощности этих ламп P1 = 200 Вт, P2 = 100 Вт. Сравните электрические сопротивления этих ламп.
A. R1=R2. Б. R1=4R2. B. R2=2R1. Г. R2=4R1
5. Две лампы, рассчитанные на 220 В и имеющие номинальные мощности P1= 100 Вт, P2=25 Вт, включены в сеть U=220 В последовательно. Какая из ламп будет гореть ярче?
А. Первая. Б. Вторая.
В. Одинаково. Г. Ответ неоднозначен.
6. Две лампы, рассчитанные на 220 В и имеющие номинальные мощности P1= 100 Вт, P2=25 Вт, включены в сеть U=220 В последовательно. Сравните количества теплоты, выделенные в лампах.
А. Q1=Q2 Б. Q1=4Q2.
В. Q2=4Q1. Г. Среди ответов А-В нет правильного.
Просмотрено: 0%
Просмотрено: 0%
Рабочие листы
к вашим урокам
Выбранный для просмотра документ Разность потенциалов.docx
Разность потенциалов. Напряжение
Вариант 1
1. В однородном электрическом поле перемещается положительный заряд из точки 1 в точку 2 по разным
траекториям. В каком случае работа сил электрического поля больше?
A. I.
Б. II.
В. III.
Г. Работа сил электрического поля по всем траекториям одинакова.
2. Какая из приведенных ниже формул является определением разности потенциалов?
А. Только первая. Б. Только вторая. В. Обе формулы. Г. Ни одна из них.
3. Напряженность электрического поля между двумя точками в однородном электрическом поле равна 100 В/м, а расстояние между ними 5 см. Чему равна разность потенциалов между этими точками?
А. 5 В. Б. 20 В. В. 500 В. Г. 2000 В.
4. На рисунке представлена картина эквипотенциальных поверхностей некоторого электрического поля. В каком случае абсолютная величина работы по перемещению электрического заряда из точки 1 в точки 2,3,4 будет больше?
А. По траектории 1-2. Б. По траектории 1-3. В. По траектории 1-4. Г. По всем траекториям одинакова.
5. Электрическое поле создано неподвижным положительно заряженным шаром (q1). Как изменятся напряженность и потенциал поля в точке А, если в точке В будет находиться другой положительный заряд q2(q2 1)?
А. Напряженность в точке А увеличится, потенциал уменьшится.
Б. Напряженность в точке А уменьшится, потенциал увеличится.
В. Напряженность и потенциал в точке А уменьшатся.
Г. Напряженность и потенциал в точке А увеличатся.
6. В однородном электрическом поле напряженностью Е = 2·10 3 В/м начала движение заряженная частица (q= 10 -5 Кл) массой m = 1 г. Какую скорость приобретет частица при прохождении расстояния г = 10 см?
А. 0,2 м/с. Б. 2 м/с. В. 20 м/с. Г. 67 м/с.
Вариант 2
1. В неоднородном электрическом поле перемещается положительный заряд из точки 1 в точку 2 по разным траекториям. В каком случае работа сил электрического поля больше?
Г. Работа сил электрического поля по всем траекториям одинакова.
2. Какая из приведенных ниже формул является определением разности потенциалов?
1. 1-2 = Er 2.1-2 = A/q
А. Только первая. Б. Только вторая. В. Обе формулы. Г. Ни одна из них.
3. Напряженность электрического поля между двумя точками в однородном электрическом поле равна 200 В/м, а расстояние между ними 4 см. Чему равна разность потенциалов между этими точками?
А. 5000 В. Б. 800 В. В. 50 В. Г. 8 В.
4. На рисунке представлена картина эквипотенциальных поверхностей некоторого электрического поля. В каком случае абсолютная величина работы по перемещению электрического заряда из точки 1 в точки 2,3,4 будет больше?
А. По траектории 1-2. Б. По траектории 1-3.
В. По траектории 1-4. Г. По всем траекториям одинакова.
5. Электрическое поле создано неподвижным положительно заряженным шаром (q1). Как изменятся напряженность и потенциал поля в точке А, если в точке В будет находиться другой отрицательный заряд q2 (q2,< 1)?
А. Напряженность в точке А увеличится, потенциал уменьшится.
Б. Напряженность в точке А уменьшится, потенциал увеличится.
В. Напряженность и потенциал в точке А уменьшатся.
Г. Напряженность и потенциал в точке А увеличатся.
6. В однородном электрическом поле напряженность Е = 8·10 3 В/м начала движение заряженная частица (q= 10 -5 Кл) массой m = 10 г. Какую скорость приобретет частица при прохождении расстояния r = 1 м?
А. 130 м/с. Б. 40 м/с. В. 4 м/с. Г. 0,4 м/с.
ДИЭЛЕКТРИКИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ
К диэлектрикам относятся вещества, плохо проводящие электрический ток (плохо по сравнению с проводниками). Термин введен Фарадеем ( dia (греч.) — через) для обозначения сред, через которые проникает электрическое поле (напомним, что через проводники электростатическое поле не проникает).
Выясним, что происходит с диэлектриком в электрическом поле. Зарядим электрометр и отметим его показания. Приблизим к электрометру незаряженный диэлектрик, например, толстую стеклянную пластину (рис.11.1). Показания электрометра уменьшаются.
Такой же эффект наблюдается и для проводников. Как отмечалось ранее (лк. №9 п.1), на теле возникают индукционные заряды, которые изменяют поле.
Появление зарядов ведет к возникновению сил, действующих даже на незаряженные диэлектрики. Стеклянная или парафиновая палочка, подвешенная на нити, будет поворачиваться вдоль электрического поля (рис.11.2). Следовательно, на ближайшей к шару части палочки появляются заряды, разноименные с зарядом шара, а на удаленной части — одноименные.
Однако между проводниками и диэлектриками есть существенное различие. Повторим опыт, описанный в лк.№9 п.1, но к электроскопам подсоединим диэлектрик (рис.11.3).
Если разделить его на две части, то они окажутся в целом незаряженными, и листочки электроскопов не разойдутся.
Приведенные опыты показывают, что на первоначально незаряженных диэлектриках в электрическом поле возникают электрические заряды. На диэлектрике появляются электрические полюсы, отчего явление получило название поляризации диэлектриков. Появившиеся заряды будем называть поляризационными. Их существенное отличие от свободных зарядов в проводниках заключается в том, что отделить друг от друга поляризационные заряды невозможно, поэтому их еще называют связанными.
| rem: Заметим, что в любом веществе есть как свободные, так и связанные заряды. Внешнее электрическое поле действует двояко: во-первых, начинает перемещать свободные заряды, то есть возникает электрический ток; во-вторых, перераспределяет электрические заряды, то есть поляризует вещество (рис.11.4). В зависимости от того, какой процесс преобладает, вещества и делятся на проводники и диэлектрики. Очевидно, что изменяя внешние условия, например, температуру, можно изменить баланс между этими процессами. Поэтому мы и отмечаем, что в природе нет абсолютных диэлектриков или абсолютных проводников. |
2. Поляризованность.
Будем считать, что нейтральная молекула (или атом) в диэлектрике под воздействием электрического поля превращаются в диполь, который имеет дипольный момент
| rem: В некоторых диэлектриках и без внешнего поля уже есть диполи. О причинах (см. лк. №13 п.5). |
Для количественной характеристики поляризации диэлектрика служит физическая величина, которая называется поляризованностью.
| def: Поляризованностью диэлектрика называется электрический дипольный момент всех молекул в единице объема диэлектрика. (11.2) |
Если диэлектрик однородный и смещение зарядов по всему объему одинаково, то поляризованность (устаревшее название — вектор поляризации) будет однородна.
Возьмем тонкую диэлектрическую пластинку и выделим в ней элементарный объем в виде наклонного цилиндра с образующей, параллельной полю (рис.11.5). Ясно, что объем этого цилиндра , где a — угол между направлением поля и нормалью. Поляризованность всего объема цилиндра . С другой стороны это есть не что иное, как дипольный момент системы зарядов на поверхностях , где — поверхностная плотность связанных зарядов. Так как и имеют одно направление, то, приравняв, получим
3. Объемные заряды в диэлектриках.
Если вектор поляризованности различен в разных точках пространства, то есть поляризация неоднородная, то в диэлектрике могут появиться и объемные заряды. Рассмотрим внутри неоднородно поляризованного диэлектрика б/м объем dV (рис.11.6). Поляризованность в точке М(x,y,z) равна . Тогда положительный заряд на грани 1234 (выходящий из объема dV) равен (q= s S)
а заряд на грани 5678 (входящий в объем dV)
Разность этих зарядов
По смыслу — это заряд, который должен образоваться внутри объема, чтобы нейтрализовать действие внешнего поля.
Ясно, что аналогичная ситуация должна быть и на других гранях, то есть образующийся внутри объема dV заряд должен равняться
С другой стороны, этот же заряд равен , где — объемная плотность связанных зарядов. Очевидно, что в скобках формулы (11.10) стоит оператор дивергенции. Тогда
4. Электрическая индукция.
Связанные заряды отличаются от свободных только тем, что не могут существовать отдельно друг от друга. Они также являются источником поля и для них можно записать теорему Гаусса
Отсюда легко получить
Величину, стоящую в скобках, принято называть индукцией электрического поля (по старому — электрическим смещением).
Ясно, что поляризованность диэлектрика должна быть связана с напряженностью электрического поля в данной точке. Самое простое — предположить, что они пропорциональны друг другу (это выполняется, как показывает эксперимент, для очень большого класса веществ).
где c — коэффициент пропорциональности, называемый диэлектрической восприимчивостью, а электрическую постоянную вводим для удобства записи. Тогда
Величина, стоящая в скобках, по смыслу совпадает с диэлектрической проницаемостью среды e (с ней мы уже встречались лк. №3 п.8). Очевидно, что
Пусть два заряженных шарика взаимодействуют между собой в вакууме. Погрузим их в изолирующую (диэлектрическую) жидкость, например, в керосин (рис.11.7). Сила взаимодействия при этом заметно уменьшается. Керосин поляризуется, и у поверхности положительного шарика собираются отрицательные заряды молекулярных диполей керосина, а около отрицательного шарика — положительные заряды. Легко видеть, что поле при этом ослабевает, следовательно, уменьшается и сила взаимодействия между шариками.
Этим объясняется ряд известных опытов.
Парафиновый шарик б притягивается к заряженному металлическому шарику а в воздухе, но отталкивается от него в ацетоне (рис.11.8). Это объясняется тем, что диэлектрическая проницаемость ацетона e =20,74 больше, чем диэлектрическая проницаемость парафина e =1,90-2,20. По сути дела парафиновый шарик вместе со слоем окружающего диэлектрика имеет тот же по знаку заряд, что и металлический шар.
Еще один эксперимент — это опыт Пуччианти. В стакан с керосином ( e =2,10) помещается металлический заряженный шарик, вблизи которого из трубки выходят пузырьки воздуха ( e =1,00059), отталкиваясь от шарика. Вы теперь уже достаточно подготовлены, чтобы объяснить причину этого явления. Следите только, чтобы воздух выходил достаточно медленно, тогда пузырьки не будут электризоваться.
5. Теорема Гаусса в диэлектриках.
Из формул (11.15) и (11.16) следует теорема Гаусса для диэлектриков.
В дифференциальной форме
В интегральной форме
| rem: Все полученные ранее из теоремы Гаусса в вакууме соотношения сохраняют свою силу. В большинстве случаев достаточно формально заменить Е на E e . |
Например, напряженность однородно заряженного резинового ( e =4,20) шара в керосине ( e =2,10) выглядит следующим образом (рис.11.10).
6. Электрическая индукция и напряженность (лучше не читать).
До сих пор мы говорили об однородном изотропном диэлектрике. Если вещество анизотропно, то связь между индукцией и напряженностью усложняется. Они уже не обязательно должны быть сонаправлены друг с другом. Как известно, связь между двумя произвольными векторами осуществляется с помощью тензора второго ранга. Таким тензором и является диэлектрическая проницаемость.
Если еще электрические поля достаточно сильные, например, в лазерах, то связь еще более усложняется
Поясним, что суммирование идет по повторяющимся индексам. Линейная зависимость нарушается и в некоторых веществах (см. лекцию №12).
7. Граничные условия.
Рассмотрим границу двух диэлектриков, на которые наложено внешнее поле . Под действием внешнего поля оба диэлектрика поляризуются и вблизи границы в каждом из них появятся поляризационные заряды (рис.11.11). Они создадут собственное поле
причем в обоих диэлектриках поле направлено в разные стороны. Если для определенности считать, что | s 1|>| s 2|, то поля направлены от поверхности. Так как электрическое поле заряженной поверхности перпендикулярно ей, то касательные составляющие результирующего поля равны друг другу
Нормальные же составляющие терпят разрыв
Если кроме поляризационных зарядов на границе имеются еще и свободные заряды с поверхностной плотностью s , то
Формулы (11.26) и (11.30) называются граничными условиями для касательной составляющей напряженности и нормальной составляющей индукции электрического поля.
Если на поверхности есть свободный заряд, то электрическая индукция терпит разрыв. Если такого заряда нет, то индукция непрерывна.
8. Преломление линий электрической индукции.
Из рисунка 11.12 видно, что
Таким образом, на границе двух диэлектриков линии электрической индукции преломляются.
В однородном изотропном диэлектрике индукция и напряженность сонаправлены, следовательно, линии напряженности преломляются аналогично. Однако картины линий индукции и линий напряженности будут все же различны. Линии индукции непрерывны, а линии напряженности частично прерываются на границе раздела. На рис.11.13а и 11.13б показано преломление электрического поля на бесконечной плоскопараллельной диэлектрической пластинке. Угадайте, где линии индукции, а где напряженности?
На рис.11.13в показаны линии индукции для пластинки конечных размеров. Когда линии индукции переходят из среды с меньшей проницаемостью в среду с большей проницаемостью, то вследствие преломления они оказываются ближе друг к другу. В этом смысле можно говорить, что в диэлектрике эти линии сгущаются.
На рис.11.14 изображено изменение однородного поля при внесении в него диэлектрического шара (или цилиндра, ось которого перпендикулярна плоскости чертежа).
Диэлектрическая проницаемость шара на рис.11.14а больше, а на рис.11.14б меньше диэлектрической проницаемости среды. В первом случае линии индукции концентрируются, а во втором случае становятся более редкими.
Для описания полого диэлектрика предоставим слово профессору А.А.Эйхенвальду.
«Если въ какомъ-нибудь полъ помъстить полый дiэлектрикъ, напръмеръ, въ видъ цилиндра, то вслъдствiе концентрацiи линiй силъ въ дiэлектрикъ внутри его полости поле будетъ ослаблено (рис.11.15). Это ослабленiе будетъ тъмъ значительнъе, чъмъ совершеннъе замкнута сама полость и чъмъ больше дiэлектрическая постоянная дiэлектрика. Если же будетъ помъщенъ полый проводникъ, то во внутренней полости совсъмъ не будет линiй силъ(рис.11.16)».
9. Измерение индукции и напряженности.
Физики всегда радуются, когда удается указать принципиальный способ измерения какой-либо величины. Вырежем внутри диэлектрика длинную узкую полость вдоль поля и поместим туда пробный заряд, равный 1 Кл. (рис.11.17). Влиянием поляризационных зарядов на торцах полости можно пренебречь, поэтому поле будет создаваться только зарядами у внешней поверхности диэлектрика, а это и есть напряженность внутри диэлектрика. Следовательно, напряженность численно равна силе, которую можно измерить механическими способами.
Теперь вырежем полость поперек поля (рис.11.18)
Поля наружных и внутренних поляризационных зарядов компенсируют друг друга, и останется только внешнее поле, а его индукция и есть индукция внутри диэлектрика в соответствии с (11.30). Следовательно, измеряем силу, умножаем на e 0 и получаем индукцию внутри диэлектрика.
Конечно, эти способы представляют только теоретический интерес. Для однородного поля все гораздо проще. Измерив разность потенциалов между пластинами, и зная расстояние между ними, определяем напряженность E= Dj /d, опираясь на связь напряженности и потенциала (7.8). Построив на любой из пластин поверхность в форме консервной банки и применив теорему Гаусса (11.21), имеем D=q/S, то есть нужно определить заряд на пластинах и измерить их площадь.
10. Единица измерения индукции.
У этой величины нет собственного наименования единицы измерения. очевидно, что она измеряется в тех же единицах, что и поляризованность и поверхностная плотность заряда, то есть Кл/м 2 .
11. Некоторые дополнения.
Следует отметить, что название «электрическое смещение» подходит только к поляризационной составляющей вектора электрической индукции, связанной с присутствием вещества и его перестройкой (смещением зарядов) во внешнем поле. В вакууме эта часть исчезает, но тем не менее индукция и там не равна нулю.
При изучении переменных полей мы увидим, что именно эта величин определяет так называемый ток смещения.
В заключении нужно подчеркнуть, что индукция и напряженность представляют собой различные физические величины с различным физическим смыслом. Однако в некоторых случаях, например для описания электрического поля в вакууме достаточно только одного вектора напряженности электрического поля.