Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Физика,ч.2в.doc
Скачиваний:
342
Добавлен:
17.02.2016
Размер:
3.54 Mб
Скачать

2. Поле двух бесконечных параллельных плоскостей, заряженных разноимённо.

Поверхностная плотность заряда на плоскостях равна соответственнои(рис. 1.11). Каждая из плоскостей создает вокруг себя электрическое поле. Обозначим напряжённости этих полейи. Напряжённость результирующего поля найдем, применяя принцип суперпозиции полей:

=+. (1.36)

В промежутке между плоскостями напряжённости иимеют одинаковое направление (, рис.1.11), поэтому сложение векторов можно заменить сложением их модулей:

. (1.37)

Окончательно получим: . (1.38)

Вне промежутка между плоскостями складываемые поля равны по модулю и противоположно направлены (, рис.1.11), поэтому напряжённость результирующего поля равна нулю. Таким образом, электрическое поле будет полностью сосредоточено в области между заряженными плоскостями и является однородным.

Система, состоящая из двух параллельных пластин, расстояние между которыми много меньше их размеров (d<<l ) называется плоским конденсатором. Изобразим графически поле внутри заряженного плоского конденсатора (рис.). Внутри конденсатора поле однородно. У краев наблюдается искривление линий вектора напряженности: так называемые «краевые эффекты», которыми обычно пренебрегают в расчётах.

3.Поле бесконечного равномерно заряженного по поверхности цилиндра

Обозначим радиус цилиндра R, и пусть на единице длины цилиндра находится зарядτ(τ– линейная плотность заряда). Из соображений симметрии следует, что в этом случае поле имеет радиальный характер. Это означает следующее:

  • вектор напряжённости поля лежит в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра;

  • напряжённость поля в любой точке направлена вдоль радиальной прямой;

  • модуль вектора зависит только от расстоянияrот оси цилиндра, то естьE=E(r).

Выберем замкнутую поверхность в виде коаксиального цилиндра высотыhи радиусаr R. Поток векторасквозь поверхность вспомогательного цилиндра равен сумме потоков сквозь его боковую поверхность и потоков сквозь его основания:

. (1.39)

Поток сквозь основания цилиндра равен нулю, так как вектор параллелен плоскости оснований:.

Поэтому . (1.40)

Заряд, заключённый внутри вспомогательного цилиндра, равен:

. (1.41)

Применяя теорему Гаусса, получим:

. (1.42)

После сокращения на hполучим:

. (1.43)

Если радиус вспомогательного цилиндра r < R, то заряд заключённый внутри него, равен нулю, и напряженность электрического поля также будет равна нулю.

4.Поле равномерно заряженной по поверхности сферы

Обозначим радиус сферы R, и пусть на сфере находится зарядq.Из соображений симметрии следует, что в этом случае

  • напряжённость поля в любой точке направлена вдоль радиальной прямой;

  • модуль вектора зависит только от расстоянияrот оси сферы, то естьE=E(r).

Выберем вспомогательную замкнутую поверхность в виде сферы радиуса r R. Поток векторасквозь эту поверхность равен:

. (1.44)

Применяя теорему Гаусса, получим:

. (1.45)

. (1.46)

Если радиус вспомогательной сферы r < R, то заряд заключённый внутри неё, равен нулю, и напряженность электрического поля также будет равна нулю.