Учащиеся 10 класса изучают физику на базовом уровне.
Учебный материал по физике для 10 класса профиля составлен на основе программы среднего (полного) общего образования по физике, базовый уровень, автор Гендельштейн Л. Э., Дик Ю. И.
Урок разбит на несколько уровней сложности.
В 1 части даны 4 несложных тестовых задания. К каждому заданию даны 4 варианта ответа, из которых только один правильный. При выполнении этой части работы учащиеся ставят номер задания и выбранный вариант ответа. Основная работа учащихся направленна на узнования формул и основных понятий раздела.
Часть 2 состоит из 4-х более сложных заданий. Предпологается, что в данном разделе учащиеся решают задачи по анологии с уже ранее решенными. Для выполнения задания в самом начале даны формулы и определения по данному разделу. При выполнении этих заданий учащимся необходимо дать краткий ответ (в виде числа без наименования физической величины).
Последний 3 раздел, задания достаточного уровня, требуют полного ответа (дать объяснение, описание или обоснование, привести полное решение). Решение задач в данном разделе предпологает 2 и более действий.
Просмотр содержимого документа
«Решение задач на тему “Электростатика”»
1 В задачах этого параграфа, если нет специальных оговорок, считать заряды точечными и находящимися в вакууме (воздухе).
С какой силой взаимодействуют два заряда по 10 нКл, находящиеся на расстоянии 3 см друг от друга?
На каком расстоянии друг от друга заряды 1 мкКл и 10 нКл взаимодействуют с силой 9 мН?
Во сколько раз надо изменить расстояние между зарядами при увеличении одного из них в 4 раза, чтобы сила взаимодействия осталась прежней?
Одинаковые шарики массой по 0,2 г подвешены на нити так, как показано на рисунке. Расстояние между шариками ВС = 3 см. Найти силу натяжения нити на участках АВ и ВС, если шарикам сообщили одинаковые по модулю заряды по 10 нКл. Рассмотреть случаи: а) заряды одноименные; б) заряды разноименные.
Два шарика, расположенные на расстоянии 10 см друг от друга, имеют одинаковые отрицательные заряды и взаимодействуют с силой 0,23 мН. Найти число избыточных электронов на каждом шарике.
Заряды 10 и 16 нКл расположены на расстоянии 7 мм друг от друга. Какая сила будет действовать на заряд 2 нКл, помещенный в точку, удаленную на 3 мм от меньшего заряда и на 4 мм от большего?
Заряды +q и -q расположены так, как показано на рисунке 73. Заряд q/2 помещают сначала в точку С, а затем в точку D. Сравнить силы (по модулю), действующие на этот заряд, если DA = АС = СВ.
Два заряда по 25 нКл каждый, расположенные на расстоянии 24 см друг от друга, образуют электростатическое поле. С какой силой это поле действует на заряд 2 нКл, помещенный в точку, удаленную на 15 см от каждого из зарядов, если заряды, образующие поле, одноименные? разноименные?
Какая сила действует на заряд 12 нКл, помещенный в точку, в которой напряженность электрического поля равна 2 кВ/м?
С каким ускорением движется электрон в поле напряженностью 10 кВ/м?
Найти напряженность поля заряда 36 нКл в точках, удаленных от заряда на 9 и 18 см.
В точке А расположен заряд q1, в точке В — заряд q2. Найти проекцию на ось X вектора напряженности результирующего поля в точках С и D, если АС = 6 см, СВ = BD = 3 см. Решить задачу для следующих значений зарядов: a) q1 = 40 нКл, q2 = 10 нКл; б) q1 = 40 нКл, q2 = -10 нКл; в) q1 = -40 нКл, q2 = 10 нКл; г) q1 = -40 нКл, q2 = -10 нКл.
Задачи по Электродинамике ( ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ), на тему Энергия заряженного тела в электрическом поле. Разность потенциалов. Связь между напряженностью и напряжением Из пособия: ГДЗ к задачнику Рымкевич для 10-11 классов по физике, 10-е издание, 2006 г.
Какую работу совершает электрическое поле при перемещении заряда 20 нКл из точки с потенциалом 700 В в точку с потенциалом 200 В? из точки с потенциалом -100 В в точку с потенциалом 400 ВРЕШЕНИЕ
В однородном электрическом поле напряженностью 1 кВ/м переместили заряд -25 нКл в направлении силовой линии на 2 см. Найти работу поля, изменение потенциальной энергии заряда и напряжение между начальной и конечной точками перемещенияРЕШЕНИЕ
При перемещении заряда между точками с разностью потенциалов 1 кВ электрическое поле совершило работу 40 мкДж. Чему равен зарядРЕШЕНИЕ
В однородном электрическом поле напряженностью 60 кВ/м переместили заряд 5 нКл. Перемещение, равное по модулю 20 см, образует угол 60° с направлением силовой линии. Найти работу поля, изменение потенциальной энергии взаимодействия заряда и поля и напряжение между начальной и конечной точками перемещения. Дать ответы на те же вопросы для случая перемещения отрицательного зарядаРЕШЕНИЕ
Электрон переместился в ускоряющем электрическом поле из точки с потенциалом 200 В в точку с потенциалом 300 В. Найти кинетическую энергию электрона, изменение его потенциальной энергии и приобретенную скорость. Начальную скорость электрона считать равной нулюРЕШЕНИЕ
Какую работу надо совершить, чтобы перенести заряд 5 мкКл из бесконечности в точку поля, удаленную от центра заряженного шара на 18 см. Заряд шара 20 мкКлРЕШЕНИЕ
Какую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы его скорость увеличилась от 10 до 30 Мм/сРЕШЕНИЕ
а-Частица (m = 6,7-10-27 кг, q = 3,2* 10-19 Кл) вылетает из ядра радия со скоростью v = 20 Мм/с и попадает в тормозящее однородное электрическое поле, линии напряженности которого направлены противоположно направлению движения частицы. Какую разность потенциалов должна пройти частица до остановкиРЕШЕНИЕ
Сравнить кинетические энергии и приобретенные скорости протона и а-частицы, которые прошли одинаковые ускоряющие разности потенциалов. Масса α-частицы в 4 раза больше массы протона, а заряд в 2 раза большеРЕШЕНИЕ
Напряжение между двумя точками, лежащими на одной линии напряженности однородного электрического поля, равно 2 кВ. Расстояние между этими точками 10 см. Какова напряженность поляРЕШЕНИЕ
Точка А лежит на линии напряженности однородного поля, напряженность которого 60 кВ/м. Найти разность потенциалов между этой точкой и точкой В, расположенной в 10 см от точки А Рассмотреть случаи, когда точки А и В лежат: а) на одной линии напряженности; б) на прямой, перпендикулярной линии напряженности; в) на прямой, направленной под углом 45° к линиям напряженностиРЕШЕНИЕ
Найти напряжение между точками А и В (рис. 76), если АВ = 8 см, а = 30° и напряженность поля Е = 50 кВ/мРЕШЕНИЕ
Между двумя пластинами, расположенными горизонтально в вакууме на расстоянии 4,8 мм друг от друга, находится в равновесии отрицательно заряженная капелька масла массой 10 нг. Сколько избыточных электронов имеет капелька, если на пластины подано напряжение 1 кВРЕШЕНИЕ
К заряженному шару поднесли руку. Будет ли одинаковой поверхностная плотность заряда в различных местах шара? напряженность поля вблизи разных участков поверхности шара? Будут ли одинаковы потенциалы в различных точках поверхности шараРЕШЕНИЕ
Сравнить значения работы поля при перемещении заряда из точки А в точки В, С, D (рис. 77)РЕШЕНИЕ
На рисунке 78 показаны силовые линии электростатического поля и две эквипотенциальные поверхности (А и В). В какой точке, С или D, больше напряженность поля? потенциалРЕШЕНИЕ
На рисунке 79, а показано расположение трех заряженных пластин и их потенциалы. Начертить линии напряженности электрического поля. Построить графики зависимости напряженности (рис. 79, б) и распределения потенциала (рис. 79, в) от расстояния между пластинамиРЕШЕНИЕ
На пластинах А и В, расположенных параллельно на расстоянии 8 см друг от друга, поддерживаются потенциалы +60 и -60 В соответственно. Между ними поместили заземленную пластину С на расстоянии 2 см от пластины А. На сколько изменилась напряженность поля на участках АС и СВ? Построить графики зависимостей φ(x) и Ех(х), расположив ось X так же, как в предыдущей задачеРЕШЕНИЕ
1 Конденсатор электроемкостью 3 мкФ был заряжен до разности потенциалов 40 B. После отключения от источника тока конденсатор был соединен параллельно с другим незаряженным конденсатором электроемкостью C2=5 мкФ. Определить энергию ΔW, израсходованную на образование искры в момент присоединения второго конденсатора.РЕШЕНИЕ
2 Плоский воздушный конденсатор с площадью пластины, равной 500 см2, подключен к источнику тока, ЭДС которого равна 300 B. Определить работу A внешних сил по раздвижению пластин от расстояния d1=1 см до d2=3 см в двух случаях: 1) пластины перед раздвижением отключаются от источника тока; 2) пластины в процессе раздвижения остаются подключенными к нему.РЕШЕНИЕ
3 Плоский конденсатор заряжен до разности потенциалов 1 кВ. Расстояние между пластинами равно 1 см. Диэлектрик стекло. Определить объемную плотность энергии поля конденсатораРЕШЕНИЕ
4 Металлический шар радиусом 3 см несет заряд 20 нКл. Шар окружен слоем парафина толщиной d=2 см. Определить энергию W электрического поля, заключенного в слое диэлектрикаРЕШЕНИЕ
18.1 Конденсатору, электроемкость C которого равна 10 пФ, сообщен заряд 1 пКл. Определить энергию W конденсатораРЕШЕНИЕ
18.2 Расстояние между пластинами плоского конденсатора равно 2 см, разность потенциалов 6 кВ. Заряд Q каждой пластины равен 10 нКл. Вычислить энергию W поля конденсатора и силу F взаимного притяжения пластин.РЕШЕНИЕ
18.3 Какое количество теплоты выделится при разряде плоского конденсатора, если разность потенциалов между пластинами равна 15 кВ, расстояние d=1 мм, диэлектрик слюда и площадь S каждой пластины равна 300 см2РЕШЕНИЕ
18.4 Сила притяжения между пластинами плоского воздушного конденсатора равна 50 мН. Площадь S каждой пластины равна 200 см2. Найти плотность энергии w поля конденсатораРЕШЕНИЕ
18.5 Плоский воздушный конденсатор состоит из двух круглых пластин радиусом 10 см каждая. Расстояние между пластинами равно 1 см. Конденсатор зарядили до разности потенциалов U=1,2 кВ и отключили от источника тока. Какую работу A нужно совершить, чтобы, удаляя пластины друг от друга, увеличить расстояние между ними до d2=3,5 см?РЕШЕНИЕ
18.6 Плоский воздушный конденсатор электроемкостью 1,11 нФ заряжен до разности потенциалов 300 B. После отключения от источника тока расстояние между пластинами конденсатора было увеличено в пять раз. Определить: 1) разность потенциалов U на обкладках конденсатора после их раздвижения; 2) работу A внешних сил по раздвижению пластин.РЕШЕНИЕ
18.7 Конденсатор электроемкостью 666 пФ зарядили до разности потенциалов 1,5 кВ и отключили от источника тока. Затем к конденсатору присоединили параллельно второй, незаряженный конденсатор электроемкостью С2=444 пФ. Определить энергию, израсходованную на образование искры, проскочившей при соединении конденсаторовРЕШЕНИЕ
18.8 Конденсаторы электроемкостями 1 мкФ, 2 мкФ, 3 мкФ включены в цепь с напряжением 1,1 кВ. Определить энергию каждого конденсатора в случаях: последовательного их включения; параллельного включения.РЕШЕНИЕ
18.9 Электроемкость плоского конденсатора равна 111 пФ. Диэлектрик фарфор. Конденсатор зарядили до разности потенциалов U=600 В и отключили от источника напряжения. Какую работу A нужно совершить, чтобы вынуть диэлектрик из конденсатора? Трение пренебрежимо мало.РЕШЕНИЕ
18.10 Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено диэлектриком фарфор, объем которого равен 100 см3. Поверхностная плотность заряда на пластинах конденсатора равна 8,85 нКл/м2. Вычислить работу A, которую необходимо совершить для того, чтобы удалить диэлектрик из конденсатора. Трением диэлектрика о пластины конденсатора пренебречьРЕШЕНИЕ
18.11 Пластину из эбонита толщиной 2 мм и площадью 300 см2 поместили в однородное электрическое поле напряженностью H= 1 кВ/м, расположив так, что силовые линии перпендикулярны ее плоской поверхности. Найти: 1) плотность о связанных зарядов на поверхности пластин; 2) энергию W электрического поля, сосредоточенную в пластинеРЕШЕНИЕ
18.12 Пластину предыдущей задачи переместили из поля в область пространства, где внешнее поле отсутствует. Пренебрегая уменьшением поля в диэлектрике с течением времени, определить энергию электрического поля в пластинеРЕШЕНИЕ
18.13 Найти энергию уединенной сферы радиусом 4 см, заряженной до потенциала 500 B.РЕШЕНИЕ
18.14 Вычислить энергию электростатического поля металлического шара, которому сообщен заряд Q=100 нКл, если диаметр d шара равен 20 смРЕШЕНИЕ
18.15 Уединенная металлическая сфера электроемкостью 10 пФ заряжена до потенциала 3 кВ. Определить энергию поля, заключенного в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в три раза больше радиуса сферы.РЕШЕНИЕ
18.16 Электрическое поле создано заряженной Q=0,1 мкКл сферой радиусом 10 см. Какова энергия поля, заключенная в объеме, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в два раза больше радиуса сферы?РЕШЕНИЕ
18.17 Уединенный металлический шар радиусом 6 см несет заряд Q. Концентрическая этому шару поверхность делит пространство на две части (внутренняя конечная и внешняя бесконечная), так что энергии электрического поля обеих частей одинаковы. Определить радиус R2 этой сферической поверхностиРЕШЕНИЕ
18.18 Сплошной парафиновый шар радиусом 10 см заряжен равномерно по объему с объемной плотностью 10 нКл/м3. Определить энергию W1 электрического поля, сосредоточенную в самом шаре, и энергию W2 вне егоРЕШЕНИЕ
18.19 Эбонитовый шар равномерно заряжен по объему. Во сколько раз энергия электрического поля вне шара превосходит энергию поля, сосредоточенную в шаре?РЕШЕНИЕ
Электростатика § 15. Потенциал. Энергия системы электрических зарядов. Работа по перемещению заряда в поле
1 Положительные заряды 3 мкКл и20 нКл находятся в вакууме на расстоянии r1=1,5 м друг от друга. Определить работу A , которую надо совершить, чтобы сблизить заряды до расстояния r2=1 м.РЕШЕНИЕ
2 Найти работу поля по перемещению заряда Q=10 нКл из точки 1 в точку 2, находящиеся между двумя разноименно заряженными с поверхностной плотностью σ=0,4 мкКл/м2 бесконечными параллельными плоскостями, расстояние l между которыми равно 3 см.РЕШЕНИЕ
3 По тонкой нити, изогнутой по дуге окружности радиусом R, равномерно распределен заряд с линейной плотностью τ=10 нКл/м. Определить напряженность и потенциал электрического поля, создаваемого таким распределенным зарядом в точке O, совпадающей с центром кривизны дуги. Длина нити составляет 1/3 длины окружности и равна 15 см.РЕШЕНИЕ
4 Электрическое поле создано длинным цилиндром радиусом 1 см, равномерно заряженным с линейной плотностью τ=20 нКл/м. Определить разность потенциалов двух точек этого поля, находящихся на расстояниях a1=0,5 см и a2=2 см от поверхности цилиндра, в средней его части.РЕШЕНИЕ
5 Электрическое поле создано тонким стержнем, несущим равномерно распределенный по длине заряд 0,1 мкКл/м. Определить потенциал φ поля в точке, удаленной от концов стержня на расстояние, равное длине стержня.РЕШЕНИЕ
6 Электрон со скоростью 1,83*10^6 м/с влетел в однородное электрическое поле в направлении, противоположном вектору напряженности поля. Какую разность потенциалов U должен пройти электрон, чтобы обладать энергией 13,6 эВРЕШЕНИЕ
7 Определить начальную скорость сближения протонов, находящихся на достаточно большом расстоянии друг от друга, если минимальное расстояние rmin, на которое они могут сблизиться, равно 10-11 см.РЕШЕНИЕ
8 Электрон без начальной скорости прошел разность потенциалов 10 кВ и влетел в пространство между пластинами плоского конденсатора, заряженного до разности потенциалов U1=100 B, по линии AB, параллельной пластинам. Расстояние d между пластинами равно 2 см. Длина пластин конденсатора в направлении полета электрона равна 20 см. Определить расстояние BC на экране Р, отстоящем от конденсатора на l2=1 м.РЕШЕНИЕ
15.1 Точечный заряд Q=10 нКл, находясь в некоторой точке поля, обладает потенциальной энергией П=10 мкДж. Найти потенциал этой точки поля.РЕШЕНИЕ
15.2 При перемещении заряда Q=20 нКл между двумя точками поля внешними силами была совершена работа A=4 мкДж. Определить работу A1 сил поля и разность потенциалов этих точек поля.РЕШЕНИЕ
15.3 Электрическое поле создано точечным положительным зарядом Q1=6 нКл. Положительный заряд Q2 переносится из точки А этого поля в точку B. Каково изменение потенциальной энергии ΔП, приходящееся на единицу переносимого заряда, если r1=20 см и r2=50 см?РЕШЕНИЕ
15.4 Электрическое поле создано точечным зарядом Q1=50 нКл. Не пользуясь понятием потенциала, вычислить работу внешних сил по перемещению точечного заряда Q2=-2 нКл из точки С в точку B (рис. 15.6), если r1= 10 см, r2=20 см. Определить также изменение ΔП потенциальной энергии системы зарядов.РЕШЕНИЕ
15.5 Поле создано точечным зарядом Q=1 нКл. Определить потенциал поля в точке, удаленной от заряда на расстояние r=20 см.РЕШЕНИЕ
15.6 Определить потенциал φ электрического поля в точке, удаленной от зарядов Q1= -0,2 мкКл и Q2=0,5 мкКл соответственно на 15 см и 25 см. Определить также минимальное и максимальное расстояния между зарядами, при которых возможно решение.РЕШЕНИЕ
15.7 Заряды Q1=1 мкКл и Q2=-1 мкКл находятся на расстоянии d=10 см. Определить напряженность и потенциал поля в точке, удаленной на расстояние r=10 см от первого заряда и лежащей на линии, проходящей через первый заряд перпендикулярно направлению от Q1 к Q2.РЕШЕНИЕ
15.8 Вычислить потенциальную энергию системы двух точечных зарядов Q1=100 нКл и Q2=10 нКл, находящихся на расстоянии d=10 см друг от друга.РЕШЕНИЕ
15.9 Найти потенциальную энергию системы трех точечных зарядов Q1= 10 нКл, Q2=20 нКл и Q3=-30 нКл, расположенных в вершинах равностороннего треугольника со стороной длиной a=10 см.РЕШЕНИЕ
15.10 Какова потенциальная энергия П системы четырех одинаковых точечных зарядов Q=10 нКл, расположенных в вершинах квадрата со стороной длиной 10 см?РЕШЕНИЕ
15.11 Определить потенциальную энергию П системы четырех точечных зарядов, расположенных в вершинах квадрата со стороной длиной 10 см. Заряды одинаковы по модулю Q=10 нКл, но два из них отрицательны. Рассмотреть два возможных случая расположения зарядов.РЕШЕНИЕ
15.12 Поле создано двумя точечными зарядами +2Q и -Q, находящимися на расстоянии d=12 см друг от друга. Определить геометрическое место точек на плоскости, для которых потенциал равен нулю, написать уравнение линии нулевого потенциалаРЕШЕНИЕ
15.13 Система состоит из трех зарядов-двух одинаковых по величине Q1=Q2=1 мкКл и противоположных по знаку и заряда Q=20 нКл, расположенного в точке 1 посередине между двумя другими зарядами системы (рис. 15.7). Определить изменение потенциальной энергии системы при переносе заряда Q из точки 1 в точку 2. Эти точки удалены от отрицательного заряда Q2 на расстояние a=0,2 мРЕШЕНИЕ
15.14 По тонкому кольцу радиусом 10 см равномерно распределен заряд с линейной плотностью 10 нКл/м. Определить потенциал в точке, лежащей на оси кольца, на расстоянии a=5 см от центра.РЕШЕНИЕ
15.15 На отрезке тонкого прямого проводника равномерно распределен заряд с линейной плотностью τ=10 нКл/м. Вычислить потенциал, создаваемый этим зарядом в точке, расположенной на оси проводника и удаленной от ближайшего конца отрезка на расстояние, равное длине этого отрезка.РЕШЕНИЕ
15.16 Тонкий стержень длиной 10 см несет равномерно распределенный заряд Q=1 нКл. Определить потенциал электрического поля в точке, лежащей на оси стержня на расстоянии a=20 см от ближайшего его конца.РЕШЕНИЕ
15.17 Тонкие стержни образуют квадрат со стороной длиной a. Стержни заряжены с линейной плотностью τ=1,33 нКл/м. Найти потенциал φ в центре квадрата.РЕШЕНИЕ
15.18 Бесконечно длинная тонкая прямая нить несет равномерно распределенный по длине нити заряд с линейной плотностью 0,01 мкКл/м. Определить разность потенциалов Δφ двух точек поля, удаленных от нити на r1=2 см и r2=4 см.РЕШЕНИЕ
15.19 Тонкая круглая пластина несет равномерно распределенный по плоскости заряд Q=1 нКл. Радиус пластины равен 5 см. Определить потенциал электрического поля в двух точках в центре пластины; в точке, лежащей на оси, перпендикулярной плоскости пластины и отстоящей от центра пластины на a =5 см.РЕШЕНИЕ
15.20 Имеются две концентрические металлические сферы радиусами R1=3 см и R2=6 см. Пространство между сферами заполнено парафином. Заряд Q1 внутренней сферы равен 1 нКл, внешний Q2= 2 нКл. Найти потенциал ф электрического поля на расстоянии: r1= 1 см; r2=5 см; r3=9 см от центра сфер.РЕШЕНИЕ
15.21 Металлический шар радиусом R=5 см несет заряд Q = 1 нКл. Шар окружен слоем эбонита толщиной d=2 см. Вычислить потенциал электрического поля на расстоянии: 1) r1=3 см; 2) r2=6 см; 3) r3=9 см от центра шара. Построить график зависимости φ(r).РЕШЕНИЕ
15.22 Металлический шар радиусом R1=10 см заряжен до потенциала 300 B. Определить потенциал этого шара в двух случаях после того, как его окружат сферической проводящей оболочкой радиусом R2=15 см и на короткое время соединят с ней проводником; если его окружить сферической проводящей заземленной оболочкой радиусом R2= 15 см?РЕШЕНИЕ
15.23 Заряд распределен равномерно по бесконечной плоскости с поверхностной плотностью 10 нКл/м2. Определить разность потенциалов Δφ двух точек поля, одна из которых находится на плоскости, а другая удалена от плоскости на расстояние d = 10 см.РЕШЕНИЕ
15.24 Определить потенциал, до которого можно зарядить уединенный металлический шар радиусом R=10 см, если напряженность поля, при которой происходит пробой воздуха, равна 3 МВ/м. Найти также максимальную поверхностную плотность а электрических зарядов перед пробоем.РЕШЕНИЕ
15.25 Две бесконечные параллельные плоскости находятся на расстоянии d=0,5 см друг от друга. На плоскостях равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 0,2 и -0,3 мкКл/м2. Определить разность потенциалов U между плоскостями.РЕШЕНИЕ
15.26 Две бесконечные параллельные плоскости находятся на расстоянии d=1 см друг от друга. Плоскости несут равномерно распределенные по поверхностям заряды с плотностями 0,2 мкКл/м2 и 0,5 мкКл/м2. Найти разность потенциалов пластин.РЕШЕНИЕ
15.27 Металлический шарик диаметром d=2 см заряжен отрицательно до потенциала 150 B. Сколько электронов находится на поверхности шарика?РЕШЕНИЕ
15.28 Сто одинаковых капель ртути, заряженных до потенциала 20 B, сливаются в одну большую каплю. Каков потенциал образовавшейся капли?РЕШЕНИЕ
15.29 Две круглые металлические пластины радиусом R=10 см каждая, заряженные разноименно, расположены одна против другой параллельно друг другу и притягиваются с силой F=2 мН. Расстояние d между пластинами равно 1 см. Определить разность потенциалов U между пластинами.РЕШЕНИЕ
15.30 Электрическое поле создано бесконечно длинным равномерно заряженным 0,1 мкКл/м2 цилиндром радиусом R=5 см. Определить изменение ΔП потенциальной энергии однозарядного положительного иона при перемещении его из точки 1 в точку 2 (рис. 15.8).РЕШЕНИЕ
15.31 Электрическое поле создано отрицательно заряженным металлическим шаром. Определить работу A1,2 внешних сил по перемещению заряда Q=40 нКл из точки 1 с потенциалом -300 В в точку 2 (рис. 15.9).РЕШЕНИЕ
15.32 Плоская стеклянная пластинка толщиной d=2 см заряжена равномерно с объемной плотностью 10 мкКл/м3. Найти разность потенциалов между точкой, лежащей на поверхности пластины, и точкой, находящейся внутри пластины в ее середине. Считать, что размеры пластины велики по сравнению с ее толщиной.РЕШЕНИЕ
15.33 Сплошной парафиновый шар радиусом R=10 см равномерно заряжен с объемной плотностью 1 мкКл/м3. Определить потенциал φ электрического поля в центре шара и на его поверхности. Построить график зависимости φ(r).РЕШЕНИЕ
15.34 Эбонитовый толстостенный полый шар несет равномерно распределенный по объему заряд с плотностью 2 мкКл/м3. Внутренний радиус R1 шара равен 3 см, наружный R2=6 см. Определить потенциал шара в следующих точках на наружной поверхности шара; на внутренней поверхности шара; в центре шара.РЕШЕНИЕ
15.35 Бесконечная плоскость равномерно заряжена с поверхностной плотностью 4 нКл/м2. Определить значение и направление градиента потенциала электрического поля, созданного этой плоскостью.РЕШЕНИЕ
15.36 Напряженность однородного электрического поля в некоторой точке равна 600 В/м. Вычислить разность потенциалов между этой точкой и другой, лежащей на прямой, составляющей угол α=60° с направлением вектора напряженности. Расстояние Δr между точками равно 2 мм.РЕШЕНИЕ
15.37 Напряженность однородного электрического поля равна 120 В/м. Определить разность потенциалов U между этой точкой и другой, лежащей на той же силовой линии и отстоящей от первой на Δr=1 мм.РЕШЕНИЕ
15.38 Электрическое поле создано положительным точечным зарядом. Потенциал поля в точке, удаленной от заряда на r=12 см, равен 24 B. Определить значение и направление градиента потенциала в этой точке.РЕШЕНИЕ
15.39 Бесконечная тонкая прямая нить несет равномерно распределенный по длине нити заряд с плотностью τ=1 нКл/м. Каков градиент потенциала в точке, удаленной на расстояние r=10 см от нити? Указать направление градиента потенциала.РЕШЕНИЕ
15.40 Сплошной шар из диэлектрика ε=3 радиусом 10 см заряжен с объемной плотностью 50 нКл/м3. Напряженность электрического поля внутри и на поверхности такого шара выражается формулой E=ρr/(3ε0ε), где r расстояние от центра шара до точки, в которой вычисляется напряженность поля. Вычислить разность потенциалов между центром шара и точками, лежащими на его поверхности.РЕШЕНИЕ
15.41 Точечные заряды Q1=1 мкКл и Q2=0,1 мкКл находятся на расстоянии 10 см друг от друга. Какую работу совершат силы поля, если второй заряд, отталкиваясь от первого, удалится от него на расстояние: 1) r2=10 м; 2) r3=∞?РЕШЕНИЕ
15.42 Электрическое поле создано двумя одинаковыми положительными точечными зарядами Q. Найти работу А1,2 сил поля по перемещению заряда Q1= 10 нКл из точки 1 с потенциалом φ1=300 В в точку 2 (рис. 15.10).РЕШЕНИЕ
15.43 Определить работу по перемещению заряда Q1=50 нКл из точки 1 в точку 2 в поле, созданном двумя точечными зарядами, модуль которых равен 1 мкКл и a=0,1 м.РЕШЕНИЕ
15.44 Электрическое поле создано бесконечной равномерно заряженной плоскостью с поверхностной плотностью заряда 2 мкКл/м2. В этом поле вдоль прямой, составляющей угол 60 с плоскостью, из точки 1 в точку 2, расстояние между которыми равно 20 см (рис. 15.12), перемещается точечный электрический заряд Q=10 нКл. Определить работу A сил поля по перемещению заряда.РЕШЕНИЕ
15.45 На отрезке прямого провода равномерно распределен заряд с линейной плотностью т=1 мкКл/м. Определить работу сил поля по перемещению заряда Q=1 нКл из точки В в точку C (рис. 15.13).РЕШЕНИЕ
15.46 Тонкий стержень согнут в полукольцо. Стержень заряжен с линейной плотностью 133 нКл/м. Какую работу надо совершить, чтобы перенести заряд Q=6,7 нКл из центра полукольца в бесконечность?РЕШЕНИЕ
15.47 Тонкий стержень согнут в кольцо радиусом R=10 см. Он заряжен с линейной плотностью τ=300 нКл/м. Какую работу надо совершить, чтобы перенести заряд Q=5 нКл из центра кольца в точку, расположенную на оси кольца на расстоянии 20 см от центра его?РЕШЕНИЕ
15.48 Электрическое поле создано равномерно распределенным по кольцу зарядом т=1 мкКл/м. Определить работу сил поля по перемещению заряда Q=10 нКл из точки 1 (в центре кольца) в точку 2, находящуюся на перпендикуляре к плоскости кольца (рис. 15.14).РЕШЕНИЕ
15.49 Определить работу сил поля по перемещению заряда Q=1 мкКл из точки 1 в точку 2 поля, созданного заряженным проводящим шаром (рис. 15.15). Потенциал φ шара равен 1 кВ.РЕШЕНИЕ
15.50 Бесконечная прямая нить несет равномерно распределенный заряд 0,1 мкКл/м. Определить работу A1,2 сил поля по перемещению заряда Q=50 нКл из точки 1 в точку 2 (рис. 15.16).РЕШЕНИЕ
15.51 Электрон находится в однородном электрическом поле напряженностью E=200 кВ/м. Какой путь пройдет электрон за время t=1 нс, если его начальная скорость была равна нулю? Какой скоростью будет обладать электрон в конце этого интервала времени?РЕШЕНИЕ
15.52 Какая ускоряющая разность потенциалов требуется для того, чтобы сообщить скорость v=30 Мм/с электрону; протону?РЕШЕНИЕ
15.53 Разность потенциалов между катодом и анодом электронной лампы равна 90 B, расстояние r=1 мм. С каким ускорением a движется электрон от катода к аноду? Какова скорость электрона в момент удара об анод? За какое время t электрон пролетает расстояние от катода до анода? Поле считать однородным.РЕШЕНИЕ
15.54 Пылинка массой m=1 пг, несущая на себе пять электронов, прошла в вакууме ускоряющую разность потенциалов U=3 MB. Какова кинетическая энергия пылинки? Какую скорость v приобрела пылинка?РЕШЕНИЕ
15.55 Заряженная частица, пройдя ускоряющую разность потенциалов U=600 кВ, приобрела скорость v=5,4 Мм/с. Определить удельный заряд частицы отношение заряда к массеРЕШЕНИЕ
15.56 Протон, начальная скорость которого равна 100 км/с, влетел в однородное электрическое поле E=300 В/см так, что вектор скорости совпал с направлением линий напряженности. Какой путь должен пройти протон в направлении линий поля, чтобы его скорость удвоилась?РЕШЕНИЕ
15.57 Бесконечная плоскость заряжена отрицательно с поверхностной плотностью 35,4 нКл/м2. По направлению силовой линии поля, созданного плоскостью, летит электрон. Определить минимальное расстояние ℓmin, на которое может подойти к плокости электрон, если на расстоянии ℓ0=5 см он имел кинетическую энергию Т=80 эВ.РЕШЕНИЕ
15.58 Электрон, летевший горизонтально со скоростью 1,6 Мм/с, влетел в однородное электрическое поле с напряженностью E=90 В/см, направленное вертикально вверх. Какова будет по модулю и направлению скорость электрона через 1 нс?РЕШЕНИЕ
15.59 Вдоль силовой линии однородного электрического поля движется протон. В точке поля с потенциалом протон имел скорость v1=0,1 Мм/с. Определить потенциал точки поля, в которой скорость протона возрастает в n=2 раза. Отношение заряда протона к его массе e/m=96 МКл/кг.РЕШЕНИЕ
15.60 В однородное электрическое поле напряженностью E = 1 кВ/м влетает вдоль силовой линии электрон со скоростью 1 Мм/с. Определить расстояние ℓ, пройденное электроном до точки, в которой его скорость будет равна половине начальной.РЕШЕНИЕ
15.61 Какой минимальной скоростью должен обладать протон, чтобы он мог достигнуть поверхности заряженного до потенциала φ=400 В металлического шара (рис. 15.17)?РЕШЕНИЕ
15.62 Электрон движется вдоль силовой линий однородного электрического поля. В некоторой точке поля с потенциалом 100 В электрон имел скорость v1=6 Мм/с. Определить потенциал точки поля, в которой скорость v2 электрона будет равна 0,5v1.РЕШЕНИЕ
15.63 Из точки 1 на поверхности бесконечно длинного отрицательно заряженного цилиндра т=20 нКл/м вылетает электрон v0=0. Определить кинетическую энергию электрона в точке 2, находящейся на расстоянии 9R от поверхности цилиндра, где R его радиус (рис. 15.18).РЕШЕНИЕ
15.64 Электрон с начальной скоростью 3 Мм/с влетел в однородное электрическое поле напряженностью E=150 В/м. Вектор начальной скорости перпендикулярен линиям напряженности электрического поля. Найти силу F, действующую на электрон; ускорение, приобретаемое электроном; скорость электрона через t=0,1 мкс.РЕШЕНИЕ
15.65 Электрон влетел в пространство между пластинами плоского конденсатора со скоростью v=10 Мм/с, направленной параллельно пластинам. На сколько приблизится электрон к положительно заряженной пластине за время движения внутри конденсатора поле считать однородным, если расстояние d между пластинами равно 16 мм, разность потенциалов U=30 В и длина l пластин равна 6 см?РЕШЕНИЕ
15.66 Электрон влетел в плоский конденсатор, имея скорость v=10 Мм/с, направленную параллельно пластинам. В момент вылета из конденсатора направление скорости электрона составляло угол 35 с первоначальным направлением скорости. Определить разность потенциалов между пластинами (поле считать однородным), если длина l пластин равна 10 см и расстояние d между ними равно 2 см.РЕШЕНИЕ
15.67 Электрон влетел в плоский конденсатор, находясь на одинаковом расстоянии от каждой пластины и имея скорость v=10 Мм/с, направленную параллельно пластинам, расстояние между которыми равно 2 см. Длина каждой пластины равна 10 см. Какую наименьшую разность потенциалов U нужно приложить к пластинам, чтобы электрон не вылетел из конденсатора?РЕШЕНИЕ
15.68 Протон сближается с α-частнцей. Скорость протона в лабораторной системе отсчета на достаточно большом удалении от α-частицы равна 300 км/с, а скорость v2 α-частицы можно принять равной нулю. Определить минимальное расстояние, на которое подойдет протон к а-частице, и скорости u1 и u2 обеих частиц в этот момент. Заряд а-частнцы равен двум элементарным положительным зарядам, а массу ее можно считать в четыре раза большей, чем масса m2 протона.РЕШЕНИЕ
15.69 Положительно заряженная частица, заряд которой равен элементарному заряду е, прошла ускоряющую разность потенциалов U=60 кВ и летит на ядро атома лития, заряд которого равен трем элементарным зарядам. На какое наименьшее расстояние rmin частица может приблизиться к ядру? Начальное расстояние частицы от ядра можно считать практически бесконечно большим, а массу частицы пренебрежимо малой по сравнению с массой ядра.РЕШЕНИЕ
15.70 Два электрона, находящиеся на большом расстоянии друг от друга, сближаются с относительной начальной скоростью v=10 Мм/с. Определить минимальное расстояние rmia, на которое они могут подойти друг к другу.РЕШЕНИЕ
Задачи по теме «Работа в электрическом поле»
- Какую работу выполняет однородное электростатическое поле напряженностью 50 Н/Кл при перемещении тела с зарядом 4 мкКл на 5 см в направлении, которое образует угол 60° с направлением линии напряженности поля?
- Какое значение электрического заряда тела, если при его перемещении на 10 см в однородном электрическом поле напряженностью 2 • 103 Н/Кл вдоль силовой линии выполнена работа 4 • 10-3 Дж?
- Линии напряженности однородного электрического поля напряженностью 500 Н/Кл направлены вдоль оси x прямоугольной системы координат. Определите работу по перемещению тела с зарядом 4 мкКл из точки с координатами (2 м, 1 м) в точку с координатами (3 м, 4 м).
- Частица массой 10-9 кг и зарядом 1 мкКл влетает в однородное электрическое поле с напряженностью 1000Н/Кл перпендикулярно линиям напряженности поля. Определите работу поля за первую миллисекунду.
- Электрон движется в направлении линий напряженности однородного электрического поля с напряженностью 120 Н/Кл. Какое расстояние пролетит электрон до полной остановки, если его начальная скорость равна 100 км/с? За какое время электрон пролетит это расстояние?
1. 5 мкДж. Материал с сайта http://worldofschool.ru
2. 2 • 10-5 мКл.
3. 2 • 10-4 Дж.
4. 5 • 10-4 Дж.
5. 0,24 • 10-3 м; 0,47 • 10-8 с.
На этой странице материал по темам:
- Задачи по теме работа электрического поля
- Какую работу выполняет однородное электрическое поле
- Какую работу выполняет однородное поле с напряженностью 50 н.кл
- Какую работу выполняет 50н/кл с зарядом 4мккл на
- Задачи на работу электрического поля
Задачи по электродинамике
Задача. Расстояние между параллельными пластинами 5 см, напряженность электрического поля между ними 102 Н/Кл. Электрон летит вдоль силовой линии от одной пластины к другой без начальной скорости. Какую скорость будет иметь электрон в конце пути?
- Решение задач работа в электрическом поле
- Физика электродинамика задачи
- Физика задачи электрические цепи примеры решений
- Решение задач на тему работа электрического поля
- Решение задач на тему потенциал разность потенциалов
Задачи по теме «Напряженность электрического поля»
Электрическое поле заряженных неподвижных тел:
- Модуль напряженности электрического поля в точке, где находится тело, заряд которого 0,2 мкКл, равняется 8 Н/Кл. Какое значение электрической силы, действующей на это тело?
- На тело, имеющее заряд 6 • 10-8 Кл, действует сила 1,2 • 10-5 Н. Какая напряженность электрического поля в данной точке?
- В определенной точке на тело с зарядом 4 мКл действует электрическая сила 0,6 мкН. Какая напряженность электрического поля в этой точке?
- Шарик массой 5 г имеет заряд 2 • 10-9 Кл. С каким ускорением он будет двигаться в однородном электрическом поле с напряженностью 3 • 104 Н/Кл, если действие силы тяжести будет скомпенсировано.
- Электрон под действием лишь однородного электрического поля напряженностью 182 Н/Кл двигается с ускорением. Определить ускорение электрона.
- В однородном электрическом поле, образованном двумя вертикальными параллельными пластинками, разместили шарик массой 2 г, подвешенный на тонкой нерастяжимой и непроводящей нити. Шарику сообщили заряд 10-6 Кл. Определить напряженность электрического поля, если нить отклонилась на 30° от вертикали.
- Какое расстояние пролетит электрон в однородном электрическом поле напряженностью 200 Н/Кл до остановки, если он влетает в поле с начальной скоростью 5 • 105 м/с в направлении линий напряженности поля.
1. 1,6 • 10-6 Н.
2. 200 Н/Кл.
3. 1,5 • 10-4 Н/Кл.
4. 1,2 • 10-2 м/с.
5. 32 • 1012 м/с.
6. 1,1 • 104 Н/Кл.
7. 35,54 • 10-4 м.
Электрическое поле точечного заряженного тела: Материал с сайта http://worldofschool.ru
- Определить напряженность электрического поля точечного тела с зарядом 1,6 • 10-8 Кл в точке, отдаленной от него на расстояние 6 см. С какой силой будет действовать это поле на тело с зарядом 1,8 • 10-9 Кл?
- Определить электрический заряд точечного тела, напряженность поля которого на расстоянии 5 см равняется 1,5 • 105 Н/Кл.
- На каком расстоянии от точечного тела с зарядом 2 • 10-8 Кл напряженность поля составляет 300 Н/Кл?
- Металлический шар диаметром 0,6 м имеет заряд 0,3 • 10-6Кл. Определить максимальное значение напряженности электрического поля шара.
1. 40 • 103 Н/Кл; 72 • 10-6 H.
2. 4,17 • 10-8 Кл.
3. 0,78 м.
4. 7,5 • 103 Н/Кл.
- Задачи по физике на тему напряженность поля
- Задачи по электродинамике
- Задачи по физике 8 кл напряженность электрического поля
- Задачи по физике на тему напряженность
- Урок по теме потенциал и разность потенциалов электрического поля
Задачи на электрическое напряжение и работу электрического поля
1. Электрическое поле совершает работу 2,5 кДж при перемещении заряда 5 Кл. Каково электрическое напряжение?
2. Какой заряд перемещается в электрическом поле напряжением 370 мВ, если работа электрического поля по перемещению заряда составляет 74 мкДж?
3. (д) Найдите работу электрического поля при перемещении заряда 0,34 МКл под напряжением 1,5 кВ.
4. Электрические силы совершают работу 0,15 МДж за 25 мин. при силе тока в проводнике равной 600 мА. Каково напряжение на концах проводника?
5. За какое время электрические силы в проводнике совершают работу 80 кДж при напряжении 110 В и силе тока 2,2 А? Ответ дайте в секундах и минутах.
6. (д) При перемещении 3,5×1021 электронов по проводнику электрические силы совершили работу 12 кДж. Каково напряжение на концах проводника?
Задачи на сопротивление проводника и закон Ома
1. Найдите сопротивление электрической лампочки, если она потребляет ток силой 300 мА при напряжении 6,3 В.
2. Электрическая лампочка обладает сопротивлением 80 Ом. Какова сила тока в лампочке при напряжении 220 В?
3. (д) Найдите напряжение на концах проводника сопротивлением 1,5 МОм при силе тока 760 мкА.
4. Найдите напряжение на концах проводника сопротивлением 45 Ом при силе тока в нем равной 1,5 А.
5. За 1 минуту по проводнику проходит заряд 120 Кл при напряжении 36 В. Каково сопротивление проводника?
6. (д) Электрическая лампочка, работающая от напряжения 220 В, обладает сопротивлением 0,18 Ом. За какое время по лампочке проходит заряд 250 кКл? Ответ дайте в секундах, минутах и часах.
7. По электрическому нагревателю за 30 с проходит 5×1022 электронов при напряжении 220 В. Найдите сопротивление нагревателя.
8. (д) Какое количество электронов проходит по спирали электрического нагревателя сопротивлением 50 Ом, работающего от напряжения 220 В, за 8 часов работы?
9. Лампочка для карманного фонаря потребляет ток силой 0,26 А при напряжении 3,5 В. Какой силы ток течет по лампочке при подсевшей батарейке, дающей только 2 В?
10. При напряжении 36 В сила тока в проводнике составляет 500 мА. При каком напряжении сила тока будет равна 2,5 А?
11. (д) При напряжении 12 В по проводнику проходит 5,6×1017 электронов за 28 с. При каком напряжении по этому же проводнику будет проходить 1,4×1020 электронов за 14 с?
12. Электрический двигатель потребляет ток силой 0,4 А при напряжении 3,6 В. Электронагреватель потребляет ток силой 1,3 А при напряжении 2,8 В. У какого из электроприборов сопротивление больше и во сколько раз?
13. Электрический двигатель потребляет ток силой 800 мА при напряжении 7 В. Электролампочка потребляет ток силой 0,4 А при напряжении 3,8 В. На сколько сопротивление лампочки больше сопротивления электродвигателя?
По приведенным ниже графикам определите сопротивление проводника.
14. 15. (д)
16. По графикам (см. рис. 3) определите сопротивления каждого из проводников. Во сколько раз различаются сопротивления?
17. Используя графики (см. рис. 4), определите, на сколько сопротивление первого проводника больше сопротивления второго проводника.
18. (д) Используя графики (см. рис. 5), определите, на сколько и во сколько раз сопротивление первого проводника больше сопротивления второго проводника.
Задачи на расчет сопротивления проводника
Удельное сопротивление некоторых электропроводных материалов,
1. Найдите сопротивление медного провода длиной 5 м и площадью поперечного сечения 2 мм2.
Мы поможем в написании ваших работ!
