Тема: Електричне поле
Загальні питання по темі
Електричний заряд. Закон збереження електричного заряду. Заряджені тіла. Електризація тертям. Основний закон електростатики - закон Кулона. Одиниці виміру електричного заряду в системі СІ. Взаємодія нерухомих електричних зарядів всередині однорідного діелектрика. Електричне поле і його властивості. Напруженість електричного поля. Силові лінії електричного поля. Напруженість електричного поля рівномірно зарядженої кулі і нескінченної площини. Провідники в електричному полі. Діелектрики в електричному полі. Діелектрична проникність. Робота сил електричного поля при переміщенні заряду. Потенціал. Різниця потенціалів. Зв'язок між напруженістю електричного поля і різницею потенціалів. Одиниці виміру різниці потенціалів і напруженості електричного поля. Вимірювання різниці потенціалів. Електрометр. Електроємність. Одиниці виміру електроємна в системі СІ. Конденсатори. Електроємність плоского конденсатора. З'єднання конденсаторів. Різні типи конденсаторів. Застосування конденсаторів. Енергія електричного поля.
Питання до заліку
Як взаємодіють однойменні і різнойменні електричні заряди? Якими способами можна наелектризована тіло? За допомогою якого приладу і як можна визначити, заряджена чи тіло і який знак його заряду? Які тіла називаються діелектриками, провідниками і напівпровідниками? Чи можна наелектризована провідник тертям, якщо тримати його в руці? Чи можна наелектризована діелектрик тертям, якщо тримати його в руці? Що характеризує відносна діелектрична проникність? У чому полягає принцип суперпозиції полів? Яку характеристику електричного поля називають напруженістю? Яка картина електричного поля, утвореного негативнозарядженим кулею? Двома різнойменними зарядами? Двома однойменними зарядами? Як визначається напруженість електростатичного поля, створеного точковим зарядом? Чим відрізняється електрометрії від електроскопа? Чим пояснити, що легкий бузиновий кульку, прітянувшісь спочатку до наелектризованої палички, відскакує від неї? Двом металевим кулькам різного радіусу повідомили однакові заряди. Чи будуть переходити заряди з однієї кулі на інший, якщо їх з'єднати дротом? Як за допомогою негативно зарядженої палички дізнатися, зарядом якого знака заряджений електроскоп? Над блискавковідводом проходить негативно заряджена хмара. Як на підставі електронних уявлень пояснити виникнення заряду на вістрі блискавковідводу? Де розташовуються електричні заряди на зарядженому провіднику? Чому стрижень електроскопа закінчується кулькою, а не вістрям? Чому провідники для електростатичних дослідів роблять порожнистими? Якщо помістити електроскоп всередину металевого ковпака з сітки і з'єднати стрижень електроскопа з сіткою, а потім наелектризована її, то листочки електроскопа не розходяться? Як це пояснити? В чому полягає явище поляризації діелектрика? Що називається потенціалом поля в даній точці? Що називається різницею потенціалів між двома точками електричного поля? Яку характеристику електростатичного поля називають потенціалом? В яких одиницях вимірюються напруженість і різниця потенціалів? Чи залежить робота, здійснюється електричним полем при переміщенні заряду, від форми шляху? Що називається електроємна провідника? Чи зміниться різниця потенціалів між пластинами конденсатора, якщо одну з них заземлити? Як діє блискавковідвід? За яких умов він може виявитися небезпечним для будівлі? Від яких величин залежить електроємність плоского конденсатора? За якою формулою можна визначити енергію плоского конденсатора? Чому техніка безпеки вимагає надійного заземлення металевих корпусів для перевезення і зберігання пального? Який знак заряду на провідниках, якщо відомо розподіл силових ліній в просторі (рис.1, а, б)?
Як переміщаються вільні електрони в поверхневому шарі Землі, коли над ними проходить позитивно або негативно заряджена хмара? Якщо до зарядженого електроскопа з двома листочками піднести руку, листочки трохи опадають. Чому?
Завдання до заліку
1. Два кульки, кожен масою 20 г, підвішені на нитках довжиною по 50 см, стикаються один з одним. Після того як кулькам був повідомлений однаковий заряд, вони розійшлися на 8 см. Чому дорівнює заряд кожної кульки?
2. Два однаково заряджених кульки масою по 5 кг, підвішені на шовкових нитках довжиною по 1 м відштовхуючись, один від одного, розійшлися на 4 см. Знайдіть заряд кожної кульки.
3. Два однакових заряду взаємодіють в гасі з силою 0,1 Н, перебуваючи на відстані 0,01 м. Визначте величину цих зарядів.
4. Два точкових заряди, з яких один вчетверо більше іншого, в повітрі на відстані 8 см один від одного взаємодіють з силою 0,05 Н. Яка величина кожного заряду?
5. Два однакових маленьких кульки, що несуть заряди +20 і -14 нКл, наведені в зіткнення і знову розсунуті на 2 см. Знайдіть силу взаємодії між ними.
6. Два однакових кулі мають позитивні заряди 1,2.10-1 і 3.10-2 нКл і розташовані в повітрі на відстані, значно перевищує їх радіуси. Визначте маси куль, якщо відомо, що сила всесвітнього тяжіння, що діє між кулями, врівноважується кулоновской силою відштовхування.
7. Два рівних позитивних заряду знаходиться на відстані 3 см один від одного в воді і відштовхуються з силою 16 дин. Визначте ці заряди.
8. Два однакових по модулю заряду знаходяться у воді на відстані 90 мм один від одного і притягуються з силою 4.10-5 Н. Знайдіть значення заряду.
9. З якою силою відштовхуються дві краплі води, що знаходяться в гасі на відстані 3 мм, якщо заряди крапель відповідно рівні 2 нКл і 3 нКл?
10. Два металеві кульки діаметром 5 см кожен перебувають в трансформаторному маслі; відстань між їх центрами дорівнює 50 см. Визначте, до якої поверхневої густини заряджені кульки, якщо вони взаємодіють з силою 220 дин. Діелектрична проникність масла 2,2.
11. Кулька масою 2 г, що має заряд 60 нКл, підвішений в повітрі на тонкій ізолюючої нитки. Яке натяг нитки, якщо знизу на відстані 5 см розташований однойменний заряд 360 нКл?
12. Порожньому металевого кулі радіусом 5 сі повідомлений заряд 10-9 Кл. Визначте поверхневу щільність зарядів на внутрішній і зовнішній поверхні.
13. Заряди q1 = 20 нКл і q2 = 80 нКл знаходяться в гасі на відстані 24 см один від одного. Де потрібно помістити заряд q3 = 5 нКл, щоб під дією електричних сил він перебував в рівновазі (рис.2)?
14. Заряди q1 = 5 нКл і q2 = 10 нКл знаходяться на відстані 20 см один від одного. Де треба помістити третій заряд q3 = -2 нКл, щоб він виявився в рівновазі (рис.2)?
15. Перший штучний супутник Землі мав форму кулі діаметром 58 см. У польоті супутник наелектризовані до потенціалу 6 В. Визначте заряд на поверхні супутника.
16. Знайдіть напруженість поля в точці, в якій на заряд 5 нКл діє сила 3.10-4 Н. Знайдіть заряд, який створює поле, якщо розглянута точка віддалена від нього на 100 мм.
17. Знайдіть напруженість і потенціал в точці поля, віддаленої від заряду 50 нКл на відстань 0,1 м.
18. Електричне поле створено точковим зарядом 10-7 Кл. Визначте різницю потенціалів точок розташованих від заряду відповідно на відстані 15 і 20 см. На якій відстані один від одного знаходяться ці точки?
19. Шарам, радіуси яких 1 і 2 см, повідомлені заряди, відповідно рівні 17 і 30 нКл. Чи будуть переміщатися заряди, якщо кулі з'єднати провідником?
20. Куля радіусом R = 5 см заряджений до потенціалу 150 В. Знайдіть потенціал і напруженість в точці А, віддаленій від поверхні кулі на відстань d = 10 см (рис.3).
21. Куля ємністю 5 см заряджений до потенціалу 180 В. Знайдіть напруженість і потенціал в точці поля, віддаленої від поверхні кулі на 5 см.
22. У вершинах квадрата зі стороною 10 см розташовані три негативних і один позитивний заряд (рис.4); | Q1 | = | Q2 | = | Q3 | = | Q4 | = 7.10-8 Кл. Визначте напруженість поля в центрі квадрата.
23. При переміщенні заряду в електричному полі при різниці потенціалів 3000 В здійснена робота в 1 Дж. Визначте значення цього заряду.
24. Два заряду по 40 нКл знаходяться на відстані 80 см один від одного. Яку роботу треба зробити, щоб зблизити їх до 10 см?
25. Яку роботу треба зробити, переміщаючи заряд 20 нКл з точки поля, потенціал в якій дорівнює 15 В, в точку з потенціалом в 1В?
26. Яку роботу треба зробити, щоб перемістити заряд 0,5 Кл між точками з різницею потенціалів 1 В?
27. Поле утворено зарядом 500 нКл. Яку роботу треба зробити, щоб однойменний заряд 10 нКл перенести з точки, віддаленої від першого заряду на 50 см в точку віддалену від першого заряду на 5 см?
28. Визначте роботу, що здійснюються при переміщенні заряду 4.10-9 Кл в однорідному електричному полі напруженістю 600 В / см. Шлях, пройдений зарядом, дорівнює 5 см і становить з напрямком силової лінії поля кут 60º.
29. З яким прискоренням падатиме кулька масою 1 г, якщо йому повідомити заряд 10-6 Кл? Напруженість поля Землі дорівнює 130 В / м і спрямована до її поверхні.
30. Який швидкістю володіє електрон, що пролітає прискорює різниця потенціалів 200 В?
32. Електрон вилітає з точки, потенціал якої 6000 В, маючи швидкість, спрямовану вздовж поля і рівну 3.107 м / с. Визначте потенціал точки, в якій швидкість електрона стане рівною нулю.
З через великий обсяг цей матеріал розміщений на декількох сторінках:
1 2 3 4