Какова зависимость напряженности электрического поля E(r) от расстояния для трех областей I, II и III, если на двух концентрических сферах радиусом R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями s1 и s2? Также, как вычислить напряженность E в точке, удаленной от центра на расстояние r, и какое направление у вектора E при s=50нКл/м2 и r=1,5R? И наконец, как построить график E(r)?

Физика 11 класс Электрическое поле и закон Остроградского-Гаусса напряженность электрического поля зависимость E(r) заряды на сферах поверхностные плотности заряда расчет напряженности E вектор E график E(r) области I II III расстояние R радиусы R 2R Новый

Давайте разберем эту задачу с энтузиазмом и уточним, как напряженность электрического поля E(r) зависит от расстояния в разных областях!

У нас есть две концентрические сферы с радиусами R и 2R, на которых равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями s1 и s2. Рассмотрим три области:

1. Область I (r < R): Здесь мы находимся внутри первой сферы. Напряженность электрического поля E равна 0, так как внутри проводника электрическое поле отсутствует.
2. Область II (R < r < 2R): В этой области мы находимся между двумя сферами. Напряженность электрического поля E можно вычислить по формуле: E = (1 / (4 * π * ε0)) * (Q / r^2), где Q — это заряд на первой сфере, который можно найти как Q = s1 * 4 * π * R^2. Таким образом, E(r) будет зависеть от расстояния r, уменьшаясь с увеличением r.
3. Область III (r > 2R): Здесь мы находимся за пределами обеих сфер. Напряженность электрического поля E также вычисляется по аналогичной формуле, но теперь учитываются оба заряда: E = (1 / (4 * π * ε0)) * ((Q1 + Q2) / r^2), где Q2 = s2 * 4 * π * (2R)^2. Напряженность E будет также уменьшаться с увеличением r.

Теперь, чтобы вычислить напряженность E в точке, удаленной от центра на расстояние r, мы можем использовать указанные формулы в зависимости от того, в какой области мы находимся.

Что касается направления вектора E при s = 50 нКл/м² и r = 1,5R, то:

• Поскольку 1,5R находится в области II, то вектор E будет направлен радиально наружу от центра сферы, так как заряды положительные.

Для построения графика E(r) можно использовать следующие шаги:

1. На оси X отложите расстояние r.
2. На оси Y отложите значение напряженности E.
3. Нарисуйте горизонтальную линию на уровне Y = 0 для области I.
4. Для области II начертите кривую, которая убывает с увеличением r.
5. Для области III нарисуйте еще одну кривую, которая также убывает, но с учетом суммы зарядов.

Этот график покажет, как напряженность электрического поля E меняется в зависимости от расстояния r. Надеюсь, это вам поможет! Давайте изучать физику с увлечением и радостью!