The solution at revision #13117 of , by ssstepa. This is not the current version.

Условие

6.2.6. Используя теорему Гаусса, определите напряженность электрического
поля:
а) внутри и вне равномерно заряженной сферы, если полный заряд сферы Q;
б) равномерно заряженной бесконечной нити, если заряд единицы длины нити ρ;
в) равномерно заряженной бесконечной плоскости, если поверхностная плотность заряда плоскости σ;
г) внутри и вне равномерно заряженного шара радиуса R, если объемная
плотность заряда ρ; нарисуйте график зависимости напряженности электрического поля от расстояния до центра шара;
д) внутри и вне равномерно заряженного бесконечного цилиндра радиуса R,
если объемная плотность заряда внутри цилиндра равна ρ; нарисуйте график зависимости напряженности электрического поля от расстояния до оси цилиндра;
е) вне и внутри равномерно заряженной бесконечной пластины толщины h,
если объемная плотность заряда в пластине равна ρ; нарисуйте график зависимости напряженности электрического поля от расстояния до центральной плоскости пластины

Решение

Теорма Гаусса:

а) В качестве гауссовой поверхности возьмём сферу, центр которой совпадает с центром исходной, а радиус . При :


Т.к заряд внутри сферы равен нулю
При :

б)




К задаче $6.2.6$

К задаче

В силу бесконечности нити, исходя из симметрии, очевидно, что вектор напряжённости перпендикулярен нити
В качестве гауссовой поверхности берём циллиндр, ось которого совпадает с нитью, радиус , а высота . Тогда из т. Гаусса:

в)




К задаче $6.2.6$

К задаче

В качестве гауссовой поверхности возьмём цилиндр площадь основания которого . Из соображений симметрии вектор напряжённости поля перпендикулярен плоскости, значит поток через бокову поверхности цилиндра равен нулю. Тогда:

г) В качестве гауссовой поверхности берём сферу радиуса r. тогда при


При :


В итоге получим график:

К задаче $6.2.6$
К задаче

д) Гауссова поверхность - коаксиальный цилиндр. При :


При :


Тогда график:

К задаче $6.2.6$
К задаче

e)




К задаче $6.2.6$

К задаче

Из соображений симметрии напряжённость направленна перпендикулярно пластине. Так же, опять из симметрии, напряжённость в центре пластины равна нулю. При смещении от центра на расстояние Напряжённость будет равна напряжённости плоскости в координатах от x до -x, суперпозиция остального равна нулю. Тогда(гауссова поверхность - цилиндр площадью основания S):


При аналогично плоскости, учитывая что :

Тогда график:

К задаче $6.2.6$
К задаче

Ответ

прииначебв
гприиначедприиначе
еприиначе