Заряженный металлический шар находится в безграничной диэлектрической среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε=3. Радиус шара R=17 см. На расстоянии d=19 см от поверхности шара потенциал поля равен φ=800 В. Определите плотность энергии электрического поля в этой точке. Ответ запишите в мкДж/м3, округлив до десятых.
Заряженный металлический шар находится в безграничной диэлектрической среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε=3. Радиус шара R=17 см. На расстоянии d=19 см от поверхности шара потенциал поля равен φ=800 В. Определите плотность энергии электрического поля в этой точке. Ответ запишите в мкДж/м3, округлив до десятых.
Похожие вопросы
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Для определения плотности энергии электрического поля в данном случае можно воспользоваться формулой:
u = ε * E^2 / 2
Где u - плотность энергии электрического поля, ε - относительная диэлектрическая проницаемость, E - напряженность электрического поля.
Напряженность электрического поля на расстоянии d от поверхности заряженного шара равна:
E = k * Q / r^2
Где k - постоянная Кулона 8.99<em>109Н</em>м2/Кл28.99<em>10^9 Н </em> м^2 / Кл^28.99<em>109Н</em>м2/Кл2, Q - заряд шара, r - расстояние от центра шара.
Заряд шара можно выразить через потенциал поля в точке:
Q = 4 π ε R φ
Теперь можем вычислить все значения:
Q = 4 π 3 0.17 800 = 323.6 мкКл
E = 8.9910^9 323.6 / 0.19^2 = 150.27 кВ/м
u = 3 * 150.27^2 / 2 = 33903.235 мДж/м^3 = 33.9 мДж/м^3
Ответ: 33.9 мДж/м^3