מבחן מסכם באלקטרוסטטיקה: שאלה 2 שלושה לוחות טעונים איסופיים מוצבים לאורך ציר 𝑥 ב 𝑥 = 0 ,𝑥 = −2 𝑐𝑚 -ו 𝑥 = 2 𝑐𝑚 -כמתואר בתרשים א .צפיפות המטען של הלוח המוצב ב 2σ 𝑥 = 0 -ולשני הלוחות האחרים צפיפות מטען . σ בלוח הממוקם ב 𝑥 = 0 -ישנו חריר קטן בראשית הציר (הנח כי החריר לא משפיע על עוצמת השדה והפוטנציאל החשמלי במרחב). נתון כי . σ = 5 ∗ 10−8 𝑐/𝑚2 𝝈- א. ב. 𝝈2 𝑚𝑐 𝟐𝒙 = − 𝟎=𝒙 𝑚𝑐 𝟐 = 𝒙 𝝈- מהו הכוח (גודל וכיוון) שיפעל על מטען שיונח ב 𝑥 = −4 𝑐𝑚 -וב.𝑥 = 4𝑐𝑚 - שרטט גרף של השדה החשמלי כפונקציה של 𝑥. להלן גרף המתאר את הפוטנציאל החשמלי הנוצר מהלוחות הטעונים לאורך ציר 𝑥 (כאשר הפוטנציאל נקבע להיות אפס באינסוף). 250 )V(volt 200 150 100 50 )x(m 3,2 0 2,4 1,6 0,8 0 -0,8 -1,6 -2,4 -3,2 ענה על הסעיפים הבאים באמצעות הגרף. ג. ד. הסבר מדוע הגרף נראה כך .התייחס בתשובתך אל האיזורים בהם הפוטנציאל מתאפס ואל האיזורים בהם הוא לינארי עולה ויורד. חשב את העבודה הדרושה להביא מטען חשמלי 𝐶 𝑞 = −2 ∗ 10−15מאינסוף אל 𝑚𝑐 .𝑥 = 1הצג חישובך. משחררים את המטען החשמלי 𝐶 𝑞 = −2 ∗ 10−15המוצב ב. 𝑥 = 1 𝑐𝑚 - ה. שרטט גרף איכותי של מהירות המטען כפונקציה של מיקומו לאורך ציר 𝑥 .והסבר את שיקוליך. שאלה :3 מטען חיובי 𝑞 מפוזר בצורה אחידה על פני כדור מוליך .להלן גרף של השדה החשמלי של הכדור )𝑟(𝐸 כפונקציה של המרחק 𝑟 ממרכז הכדור. 90000 75000 60000 )E(N/C 45000 30000 15000 0 0 0,06 0,12 0,18 0,24 0,3 0,36 0,42 0,48 0,54 0,6 0,66 )r(m א .מהו מטען הכדור 𝑞? ב .חשב את הפוטנציאל עבור.𝑟 = 1𝑐𝑚 .1 : .𝑟 = 15𝑐𝑚 .2 ג .שרטט גרף איכותי של הפוטנציאל )𝑟( Vכפונקציה של המרחק 𝑟 ממרכז הכדור .ציין ערכים חשובי הכדור הטעון מונח במרכזה של קליפה כדורית מוליכה (ראה איור) . הקליפה הכדורית טעונה באופן אחיד במטען כולל של 𝐶 𝑄 = −1 ∗ 10−8ורדיוסה 𝑚𝑐.𝑅 = 30 ד .שרטט גרף של השדה החשמלי )𝑟(𝐸 כפונקציה של המרחק rממרכז הכדור והקליפה. ה .מחברים את הכדור הפנימי להארקה. .1חשב את המטען על פני הכדור. .2מהי העבודה הדרושה להעביר מטען יחידה מA -ל .B-הנקודות Aו B-נמצאות על פני הכדור והקליפה בהתאמה. 𝐵 𝐴