Кинематика Примеры решения задач Динамика движения твердого тела Работа и энергия Электростатика Энергия электростатического поля Законы постоянного тока Сила Ампера. Энергия магнитного поля

Физика примеры решения задач контрольной работы

Энергия электростатического поля.

Работа dА, совершаемая внешними силами при перемеще-нии заряда dq из бесконечности на уединенный проводник, равна , где C и j1 – электроемкость и потенциал проводника. Следовательно, полная работа при увеличении потенциала проводника от 0 до j, т.е. при сообщении проводнику заряда q = Cj, равна

. (8.1) Механические колебания Решение задач по физике

Соответственно, энергия заряженного уединенного проводника

. (8.2)

Энергия заряженного конденсатора (энергия электрического поля конденсатора)

, (8.3)

где С и q – электроёмкость и заряд конденсатора, U – разность потенциалов его обкладок Dj.

Электрическое поле обладает энергией, которая распределена по всему объему пространства, где есть это поле. Для однородного поля плоского конденсатора

, (8.4)

где V = Sd – объем поля конденсатора, U = Ed, C = ee0 S/d.

Энергия однородного поля распределена равномерно по его объему с объемной плотностью энергии we, равной

.

Объемная плотность энергии неоднородного поля

,

где dWe – энергия малого элемента dV объема поля, в пределах которого величину we можно считать одинаковой.

Энергия We электростатического поля в некоторой области пространства W может быть найдена интегрированием по всей области существования поля:

.

Эскалатор метро поднимает стоящего на нем пассажира за 1 мин. По неподвижному эскалатору пассажир поднимается за 3 мин. Сколько времени будет подниматься пассажир, идущий вверх по движущемуся эскалатору.

Дано:

t1 = 1 мин

t2 = 3 мин

Решение:

 (с).

t3 – ?

Ответ: t3 = 45 c.

Объемная плотность энергии электрического поля определяется выражением (8.4). И спользуя теорему Гаусса, легко получить напряженность электрического поля. Вне шара она равна:

Получить выражение для энергии W электрического поля плоского конденсатора емкости С, заряженного до разности потенциалов U. б) Получить выражение для плотности энергии w электрического поля напряженностью Е.


Физика Примеры решения задач