Задачи › Метод изображений

Заряд над проводящей плоскостью

  1. Заряд над проводящей плоскостью

    Физтех 2024/25, 11 кл.
    4/10

    Отрицательный 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
    Подсказка

    Замените 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).

    Решение

    Замена 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 \(r=\sqrt[3]{n}\cdot b\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи