№748 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Задача

На рисунке 79, а показано расположение трех заряженных пластин и их потенциалы. Начертить линии напряженности электрического поля. Построить графики зависимости напряженности (рис. 79, б) и распределения потенциала (рис. 79, в) от координаты $$x$$.

Подробный ответ

Электрическое поле между параллельными пластинами можно считать однородным, поэтому в каждом промежутке напряжённость постоянна.

Для участка между пластинами с потенциалами $$-50\ \text{В}$$ и $$+50\ \text{В}$$:

$$E_x=\frac{\varphi_1-\varphi_2}{d}=\frac{-50-50}{0{,}05}=-2\ \text{кВ/м}$$

Для участка между пластинами с потенциалами $$+50\ \text{В}$$ и $$0$$:

$$E_x=\frac{\varphi_2-\varphi_3}{d}=\frac{50-0}{0{,}05}=1\ \text{кВ/м}$$

Следовательно:

между пластинами $$-50\ \text{В}$$ и $$+50\ \text{В}$$ вектор напряжённости направлен влево, а по модулю равен $$2\ \text{кВ/м}$$;
между пластинами $$+50\ \text{В}$$ и $$0$$ вектор напряжённости направлен вправо, а по модулю равен $$1\ \text{кВ/м}$$.

График $$E_x(x)$$ — ступенчатый: на участке от первой до второй пластины $$E_x=-2\ \text{кВ/м}$$, на участке от второй до третьей $$E_x=+1\ \text{кВ/м}$$.

Потенциал меняется линейно: от $$-50\ \text{В}$$ до $$+50\ \text{В}$$ он возрастает, а затем от $$+50\ \text{В}$$ до $$0$$ убывает. График $$\varphi(x)$$ состоит из двух отрезков прямой.

Ответ: между первой и второй пластинами $$E_x=-2\ \text{кВ/м}$$, между второй и третьей $$E_x=1\ \text{кВ/м}$$; линии напряжённости направлены от пластины с большим потенциалом к пластине с меньшим потенциалом; график $$E_x(x)$$ — ступенчатый, график $$\varphi(x)$$ — ломаная линия с линейным ростом и последующим линейным спадом.