Три параллельные заряженные плоскости имеют поверхностные плотности заряда, равные соответственно 2 нКЛ/м3, -3 нКл/м3 и 4 нКл/м3. Как найти напряженность электрического поля между первой и второй плоскостями, между второй и третьей плоскостями, а также снаружи первой плоскости и снаружи третьей плоскости? Диэлектрическая проницаемость среды между плоскостями равна 1 н/кл.

Физика 11 класс Электрическое поле и заряды параллельные заряженные плоскости напряженность электрического поля поверхностная плотность заряда диэлектрическая проницаемость физика электричества Новый

Для решения задачи о нахождении напряженности электрического поля между плоскостями, а также снаружи их, нам нужно использовать закон суперпозиции электрического поля. Напряженность электрического поля, создаваемого плоским заряженным проводником, можно вычислить по формуле:

E = σ / (2 * ε)

где:

• E - напряженность электрического поля;
• σ - поверхностная плотность заряда;
• ε - диэлектрическая проницаемость среды (в данном случае ε = 1 н/кл).

Теперь давайте обозначим поверхностные плотности зарядов:

• σ1 = 2 нКл/м²;
• σ2 = -3 нКл/м²;
• σ3 = 4 нКл/м².

Теперь будем находить напряженность электрического поля в разных областях:

1. Между первой и второй плоскостями:

В этой области будут действовать электрические поля от обеих плоскостей:

• От первой плоскости (σ1): E1 = σ1 / (2 * ε) = 2 / (2 * 1) = 1 н/Кл;
• От второй плоскости (σ2): E2 = σ2 / (2 * ε) = -3 / (2 * 1) = -1.5 н/Кл.

Обратите внимание, что знак отрицательный указывает на направление поля. Напряженность электрического поля между первой и второй плоскостями:

E = E1 + E2 = 1 - 1.5 = -0.5 н/Кл.
2. Между второй и третьей плоскостями:

В этой области также будут действовать электрические поля от обеих плоскостей:

• От второй плоскости (σ2): E2 = -1.5 н/Кл (как мы уже вычислили);
• От третьей плоскости (σ3): E3 = σ3 / (2 * ε) = 4 / (2 * 1) = 2 н/Кл.

Таким образом, напряженность электрического поля между второй и третьей плоскостями:

E = E2 + E3 = -1.5 + 2 = 0.5 н/Кл.
3. Снаружи первой плоскости:

Снаружи первой плоскости будет действовать только поле от первой плоскости:

E = E1 = 1 н/Кл.
4. Снаружи третьей плоскости:

Снаружи третьей плоскости будет действовать поле от всех трех плоскостей:

• От первой плоскости: E1 = 1 н/Кл;
• От второй плоскости: E2 = -1.5 н/Кл;
• От третьей плоскости: E3 = 2 н/Кл.

Таким образом, напряженность электрического поля снаружи третьей плоскости:

E = E1 + E2 + E3 = 1 - 1.5 + 2 = 1.5 н/Кл.

Итак, мы нашли напряженности электрического поля:

• Между первой и второй плоскостями: -0.5 н/Кл;
• Между второй и третьей плоскостями: 0.5 н/Кл;
• Снаружи первой плоскости: 1 н/Кл;
• Снаружи третьей плоскости: 1.5 н/Кл.