Диполь в электрическом поле

Электрический диполь – электронейтральная в целом система зарядов малого размера. Простейший диполь – это два точечных, одинаковых по величине и разных по знаку заряда, расстояние l между которыми мало по сравнению с расстоянием r от диполя то точки наблюдения.

Плечо простейшего диполя – это вектор , направленный от отрицательного заряда к положительному.

Электрический дипольный момент такого диполя вычисляется по формуле:

= q × . (2.3.26)

В электрическом поле на диполь действует момент сил, модуль которого определяется выражением

М = р_еЕ _вн sinq, (2.3.27)

где q – угол между векторами и .

Пример 8. Диполь находится в электрическом поле, плечо диполя составляет 10^–10 м, его заряд 1,6×10^–19 Кл. Найти дипольный момент такого диполя.

Дано: l = 10^–10 м,

q = 1,6×10^–19 Кл.

Найти: р_е.

Решение. Дипольный момент диполя найдем с помощью формулы (2.3.26):

р_е = q × l = 1,6×10^–29 Кл×м.

Ответ: 1,6×10^–29 Кл×м.

Пример 9. Диполь находится во внешнем электрическом поле напряженностью Е = 1000 В/м. Дипольный момент диполя составляет 4×10^–20 Кл×м. В начальный момент времени диполь ориентирован перпендикулярно линиям напряженности электрического поля. Найти модуль момента сил, действующих на диполь в электрическом поле.

Дано: Е _вн = 1000 В/м,

р_е = 4×10^–20 Кл×м,

Найти: М.

Решение. Модуль момента сил, действующих на диполь в электрическом поле, найдем с помощью формулы (2.3.27):

М = р_еЕ _вн sinq.

По условию задачи q = 90°, sinq = 1, поэтому

М = р_еЕ _вн (2.3.28)

После подстановки числовых данных в (2.3.28), получим окончательный ответ:

М = p_e×E _вн = 4×10^–17 Н×м.

Ответ: 4×10^–17 Н×м.

Поиск по сайту: