Урок № 34. Практикум по решению задач.

Основные формулы электростатики

q – заряд q=eN_e ; q=C·φ, где С- электроемкость проводника, φ - потенциал

е – элементарный заряд е=1,6·10^-19 Кл;

Закон сохранения заряда: В данной системе алгебраическая сумма всех частиц остается неизменной: q₁+q₂+…+q_n=const

σ – поверхностная плотность заряда σ =

Закон Кулона: F= k ; F = ; k==9·10⁹ ;

ε₀=8,85·10^-12 - электрическая постоянная; ε =- относительная диэлектрическая проницаемость; ε_{воздуха}≈ ε_вак.≈ 1

- напряженность – силовая характеристика электрического поля

Напряженность поля, созданного точечным зарядом q : = =k;

для однородного поля: ==

φ – потенциал – энергетическая характеристика электростатического поля

потенциал поля точечного заряда q₀ на расстоянии r от него φ =; U=∆φ=φ₁- φ₂=; U=E∆U

А - работа электрического поля по перемещению заряда: А=q·∆φ=E·q·d

W_P – потенциальная энергия заряда в однородном электростатическом полеW_P =qEd

С - электроемкость конденсатора: С==

Соединение конденсаторов: С _парал. = С₁+ С₂+… С_n; =++…+

Электроемкость плоского конденсатора: C=;

W - энергия заряженного конденсатора: W = ==

Задачи

1. Как изменится кулоновская сила взаимодействия двух одноимённых точечных зарядов, если расстояние между ними увеличить в 3 раза?

2. Во сколько раз необходимо изменить расстояние между точечными зарядами, что бы при увеличении каждого из зарядов в 5 раза сила взаимодействия не изменилась?

3. Определить силу, действующую на заряд 5∙10^-8 Кл, помещённый в электрическое поле с напряжённостью 3∙10⁷ В/м.

4. Два заряда находятся в керосине (ε=2)на расстоянии 1см друг от друга и взаимодействуют с силой 2,7Н. Величина одного заряда в 3 раза больше другого. Определить величину каждого заряда.

5. Площадь пластин плоского слюдяного конденсатора 1,1см², зазор между ними 3мм. При разрядке конденсатора выделилась энергия 1мкДж. До какой разности потенциалов был заряжен конденсатор?

6. Энергия плоского воздушного конденсатора 0,4 нДж, разность потенциалов на обкладках 60В, площадь пластин 1см². Определить расстояние между обкладками, напряжённость и объёмную плотность энергии поля конденсатора.

7. Какую скорость приобрёл протон, пролетев в электрическом поле между двумя точками с разностью потенциалов 400В.

8. В элементарной теории атома водорода принимают, что электрон вращается вокруг протона по окружности. Какова скорость вращения электрона, если радиус орбиты 0,53∙10^-10 м?

9. Какую работу надо совершить, чтобы заряды 1нКл и 2нКл, находящиеся в воздухе на расстоянии 0,5м, сблизить до 0,1м?

10. Найти объёмную плотность энергии электрического поля, создаваемого заряженной металлической сферой радиусом 5см на расстоянии 5см от её поверхности, если поверхностная плотность заряда на ней 2∙10 ^-6 Кл/м^-2 .

11. Заряд — 1нКл переместился в поле заряда +1,5нКл из точки с потенциалом 100В в точку с потенциалом600В. Определить работу сил поля и расстояние между точками.

http://megapost.info/promo/fra/

2