Uczeń, jak każdy człowiek, chce umieć coś zrobić samodzielnie Spisy zadań Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika) 299. Natężenie pola elektrycznego przy powierzchni kulki

Elektrostatyka. Potencjał elektryczny. Pole elektryczne.

Zadanie
Metalowa naelektryzowana kulka o promieniu R=4cm wytwarza przy swojej powierzchni potencjał 1000 V.
Kulka znajduje się w próżni.

Obliczyć natężenie pola elektrycznego przy powierzchni kulki i ładunek znajdujący się na kulce.

Ładunek elektryczny.

Oddziaływania elektryczne.

Siły elektryczne.

Potencjał elektryczny ładunku punktowego.

Potencjał elektryczny ładunku kulistego.

Inne zadanie z elektrostatyki - prawo Coulomba.

Oddziaływania elektrostatyczne. Prawo Coulomba.

Przykład rozwiązania zadania z elektrostatyki

Metalowa naelektryzowana kulka o promieniu R=4cm wytwarza przy swojej powierzchni potencjał 1000 V. Kulka znajduje się w próżni.

Obliczyć natężenie pola elektrycznego przy powierzchni kulki i ładunek znajdujący się na kulce.

Istnienie potencjału elektrycznego różnego od zera świadczy o istnieniu ładunku elektrycznego.

Pole opisane za pomocą potencjału elektrycznego (związanego z pracą i energią) można w niektórych przypadkach łatwo opisać również za pomocą wektora natężenia pola elektrycznego (związanego z wektorem siły).

Potencjał elektryczny jest wielkością skalarną (tak jak praca i energia). Potencjał określa pracę potrzebną do przeniesienia jednostkowego ładunku elektrycznego w polu elektrycznym.

Do opisania pola za pomocą wektora natężenia pola elektrycznego musimy wykorzystać dodatkowe informacje – symetrię rozkładu ładunku i wynikającą z tego symetrię pola elektrycznego.

Do obliczeń na ogół zakładamy, że potencjał wytwarzany przez ładunek elektryczny jest równy zero w nieskończoności.

Znając promień kuli i potencjał na powierzchni przewodzącej kuli naładowanej możemy obliczyć ładunek zgromadzony na powierzchni tej kuli.

Znając ładunek kuli i jej promień można obliczyć wartość natężenia pola elektrycznego. Wektor ten leży na kierunku wyznaczonym przez promień kuli poprowadzony do punktu, w którym wyznaczamy tę wielkość.

Ładunek umieszczony na przewodzącej (metalowej) kuli rozkłada się wyłącznie na powierzchni tej kuli i dlatego wewnątrz kuli nie ma pola elektrycznego (potencjał jest stały)

Wyprowadzenie zależności

Obliczenia

Kula metalowa ma promień 4cm i wytwarza na swej powierzchni potencjał 1000V.

Obliczymy ładunek i natężenie pola elektrycznego przy powierzchni kuli.



Inne zadanie z elektrostatyki

Oddziaływania elektrostatyczne. Prawo Coulomba.

299.11-2009.09.20