23

Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Ю.А. Дубинина, М.А. Кирикович, Д.М. Цивцивадзе, А.Л. Цветянский

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к курсу «Физика»

(электромагнетизм)

для студентов факультета высоких технологий

Часть 1

г. Ростов-на-Дону

2004г.

Печатается по решению учебно-методической комиссии физического факультета РГУ, протокол №______________от__________________________2004г.

Авторы: Дубинина Ю.А., ассистент кафедры общей физики;

Кирикович М.А., ассистент кафедры общей физики;

Цивцивадзе Д.М., студент 3курса физфака РГУ;

Цветянский А.Л., доцент кафедры общей физики.

1 Закон кулона

1.1 Доказать, что если два одинаковых металлических шарика, заряженные одноименно неравными зарядами, привести в соприкосновение и затем раздвинуть на прежнее расстояние, то сила взаимодействия обязательно увеличится, причем это увеличение тем более значительным, чем больше различие в значении зарядов.

1.2 Одинаковые металлические шарики, заряженные одноименно зарядами q и 4q, находятся на расстоянии r друг от друга. Шарики привели в соприкосновение. На какое расстояние х их надо развести, чтобы сила взаимодействия осталась прежней?

1.3 Заряженные шарики, находящиеся на расстоянии l=2м друг от друга, отталкиваются с силой F=1H. Общий заряд шариков Q=510^-5Кл. Как распределен этот заряд между шариками?

1.4 На двух одинаковых капельках воды находится по одному лишнему электрону, причем сила электрического отталкивания капелек уравновешивает силу их взаимного тяготения. Каковы радиусы капелек?

1.5 Два заряженных шарика, подвешенных на нитях одинаковой длины, опускаются в керосин. Какова плотность  материала шариков, если угол расхождения нитей в воздухе и в керосине один и тот же? Диэлектрическая проницаемость керосина =2, плотность _к=0,8г/см³.

1.6 Два одинаковых маленьких проводящих шарика подвешены на длинных непроводящих нитях к одному крючку. Шарики заряжены одинаковыми зарядами и находятся на расстоянии а=5см друг от друга. Один из шариков разрядили. Каким стало расстояние между шариками?

1.7 Три маленьких шарика массой m =10г каждый подвешены на шелковых нитях длиной по 1м, сходящихся наверху в одном узле. Шарики одинаково заряжены и висят в вершинах равностороннего треугольника со стороной 0,1м. Каков заряд каждого шарика?

1.8 В центре квадрата, в вершинах которого находится по заряду q, помещен отрицательный заряд. Какова величина этого заряда, если система находится в равновесии? Будет ли равновесие устойчивым?

1.9 В вершинах правильного шестиугольника со стороной a помещены друг за другом заряды +q, +q, +q, -q, -q, -q. Найти силу, действующую на заряд +q, который находится в центре шестиугольника.

1.10 Два равных по величине заряда 310^-9Кл расположены в вершинах при острых углах равнобедренного прямоугольного треугольника на расстоянии см. Определить с какой силой эти два заряда действуют на третий заряд 10^-9Кл, расположенный в вершине при прямом угле треугольника. Рассмотреть случаи, когда первые два заряда одно- и разноименные.

1.11 Вычислить ускорение, сообщаемое одним электроном другому, находящемуся от первого в вакууме на расстоянии 1мм.

1.12 По первоначальным предположениям Бора, электрон в водородном атоме движется по круговой орбите. С какой скоростью  должен двигаться такой электрон, если заряд его е =-1,610^-19Кл, заряд ядра е=+1,610^-19Кл, радиус орбиты r=0,510^-10м, масса электрона m_e =9,1110^-31 кг.

1.13 Шарик массой m, несущий заряд q, свободно падает в однородном электрическом поле напряженностью . Линии напряженности направлены параллельно поверхности земли. Каково движение шарика? Написать уравнение траектории у=у(х), направив ось Х параллельно вектору напряженности, а ось Y вертикально вниз. Начальная скорость шарика равна нулю.

1.14 Имеются два точечных заряженных тела с зарядами –q и +Q и массами m и M соответственно. На каком расстоянии d друг от друга должны быть расположены заряды, чтобы во внешнем однородном электрическом поле, напряженность Е которого направлена вдоль прямой, проходящей через заряды, они ускорялись как одно целое (т.е. не изменяя взаимного расположения)?

1.15 Свинцовый шарик (=11,3г/см³) диаметром 0,5см помещен в глицерин (₁=1,26г/см³). Определите заряд шарика, если в однородном электростатическом поле шарик оказался взвешенным в глицерине. Электростатическое поле направлено вертикально вверх, и его напряженность Е=4кВ/см.