Для решения задачи определим, что нам нужно найти напряженность электрического поля на центральной линии между двумя параллельными заряженными пластинами:
Определение значений
- Заряд пластин (Q) по модулю равен \(3 \, \text{нКл} = 3 \times 10^{-9} \, \text{Кл}\).
- Сила действия поля (E) равна \(12 \, \text{мН} = 12 \times 10^{-3} \, \text{Н}\).
Теперь мы рассмотрим два случая: а) когда пластины заряжены одноименно, б) когда пластины заряжены разноименно.
1. Одноименные заряды
Если пластины имеют одноименные заряды (например, обе положительные или обе отрицательные), то проводимые ими электрические поля будут направлены в сторону каждой пластины.
- Напряженность электрического поля между пластинами будет направлена от одной пластины к другой.
- Внутри между пластинами результирующее электрическое поле будет равно разности полей, создаваемых каждой пластиной, и в этом случае оно будет равно \(E = E_1 + E_2\).
Напряженность поля, созданная каждой пластиной носит одноименный знак, и поэтому их итоговая напруга складывается:
\[ E = 2E_0, \]
где \(E_0\) — напряженность, созданная одной пластиной. Мы знаем, что \(E = 12 \, \text{мН} = 12 \times 10^{-3} \, \text{Н}\). Подставим:
- Получаем:
- \(E = E_1 + E_2 = 12 \, \text{мН}\).
- Каждое поле \(E_0 = \frac{E}{2} = \frac{12 \, \text{мН}}{2} = 6 \, \text{мН}\).
Таким образом, напряженность электрического поля между одноименно заряженными пластинами:
\[ E = 12 \, \text{мН}. \]
2. Разноименные заряды
Если пластины имеют разноименные заряды (одна положительно заряжена, другая отрицательно), то они будут притягиваться:
- Напряженность электрического поля между пластинами будет направлена от положительной пластины к отрицательной.
- В этом случае результирующее поле будет складываться:
\[ E = E_1 + E_2. \]
При разноименном заряде, каждое поле создается положительной и отрицательной пластинами:
\[ E = E_0 + E_0 = 2E_0. \]
Однако в таком случае результирующее электрическое поле между пластинами просто равно мощному полю и не двойное:
- Получаем:
- Подставив известное значение, как и раньше, \(E = 12 \, \text{мН}\) для поля от одной пластины к другой.
Таким образом, для разноименных зарядов напряженность электрического поля также будет:
\[ E = 12 \, \text{мН}. \]
Выводы
- Для одноименных зарядов: напряженность электрического поля между пластинами составляет 12 мН.
- Для разноименных зарядов: напряженность электрического поля также равна 12 мН.
Таким образом, в обоих случаях напряженность между параллельными пластинами составляет одинаковое значение: 12 мН.