7. длинная прямая тонкая проволока несет равномерно распределенный заряд. вычислить линейную плотность  заряда, если напряженность поля на расстоянии r=0,5 м от проволоки против ее середины e=2 в/см.

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Для вычисления линейной плотности заряда длинной прямой проволоки воспользуемся формулой напряженности электростатического поля, создаваемого бесконечно длинной заряженной нитью: E=τ2πε0εrcap E equals the fraction with numerator tau and denominator 2 pi epsilon sub 0 epsilon r end-fraction Где:

  • Ecap E — напряженность поля; τtau — линейная плотность заряда; ε08,85×10-12epsilon sub 0 is approximately equal to 8 comma 85 cross 10 to the negative 12 power Ф/м — электрическая постоянная; εepsilon — диэлектрическая проницаемость среды (для воздуха или вакуума ε=1epsilon equals 1); rr — расстояние от проволоки.

1. Перевод данных в систему СИ:

  • Расстояние r=0,5r equals 0 comma 5 м. Напряженность E=2cap E equals 2 В/см. Переведем в В/м: в 1 метре 100 см, следовательно, E=2×100=200cap E equals 2 cross 100 equals 200 В/м.

2. Вывод формулы для линейной плотности заряда: Из основной формулы выражаем τtau: τ=E2πε0rtau equals cap E center dot 2 pi epsilon sub 0 r3. Расчет: Подставим значения в формулу: τ=20023,148,85×10-120,5tau equals 200 center dot 2 center dot 3 comma 14 center dot 8 comma 85 cross 10 to the negative 12 power center dot 0 comma 5Проведем последовательные вычисления:

  1. 20,5=12 center dot 0 comma 5 equals 1 τ=2003,148,85×10-12tau equals 200 center dot 3 comma 14 center dot 8 comma 85 cross 10 to the negative 12 power τ6288,85×10-12tau is approximately equal to 628 center dot 8 comma 85 cross 10 to the negative 12 power τ5557,8×10-12tau is approximately equal to 5557 comma 8 cross 10 to the negative 12 power Кл/м

Для удобства записи переведем результат в нанокулоны на метр (нКл/м): τ5,56×10-9tau is approximately equal to 5 comma 56 cross 10 to the negative 9 power Кл/м = 5,565 comma 56 нКл/м. Ответ: Линейная плотность заряда проволоки составляет 5,565 comma 56 нКл/м.

Форма ответа

Ваш аватар