Заряд над проводящей плоскостью
4/10Отрицательный точечный заряд находится на расстоянии \(b=0{,}6\text{ м}\) от бесконечной проводящей плоскости.
На каком расстоянии от точечного заряда поверхностная плотность заряда, индуцированного на плоскости, в \(n=8\) раз меньше максимальной? Ответ приведите в \(\text{м}\) с округлением до десятых.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаЗамените индуцированный заряд зарядом-изображением по другую сторону плоскости. Максимальная плотность — в точке, ближайшей к заряду.
Ответ\(r=\sqrt[3]{n}\cdot b=2\cdot0{,}6=1{,}2\text{ м}\) (по официальному решению).
РешениеЗамена индуцированного на плоскости заряда положительным точечным зарядом-изображением (таким же по модулю), расположенным зеркально, не нарушает граничных условий. Наибольшая напряжённость \(E_{\max}=2k\dfrac{q}{b^2}\). В точках плоскости, удалённых от заряда на расстояние \(r\), по официальному решению \(E_n=2k\dfrac{qb}{r^3}\). Поверхностная плотность \[\sigma(r)=\varepsilon_0E_n=\sigma_{\max}\frac{b^3}{r^3},\] отсюда \(r=\sqrt[3]{n}\cdot b\).
Похожие задачи
- Заряд у проводящего шара «Шаг в будущее» 2014/15, 11 кл.
- Точечный заряд над проводящей плоскостью «Бельчонок» 2023/24, 11 кл.
- Шар в поле точечного заряда «Шаг в будущее» 2012/13, 11 кл.
- Заземление сферы МОШ 2015/16, 11 кл.
- Два заряда у заземлённой плоскости СПбГУ 2017/18, 10 кл.
- Налипание пыли на аппарат «Старт в науку» 2024/25, 10 кл.