Решение задач по теме «Электрическое поле».
Цель работы:
- Повторить основные термины и формулы раздела «Электрическое поле».
- Сформировать умение применять формулы при решении задач.
- Развивать логическое мышление, память, внимание; умение рассуждать и выделять главное.
- Развивать навыки самоконтроля и взаимоконтроля.
Теоретические сведения.
Закон Кулона в вакууме:
.
Закон Кулона в среде:
.
Напряженность электрического поля:
.
Напряженность электрического поля точечного заряда:
.
Закон сохранения электрического заряда:
g = g1 + g2 +... + gn.
Разность потенциалов:
.
Потенциал точечного заряда:
.
Связь потенциала и напряженности:
.
Электроемкость конденсатора:
.
Энергия заряженного конденсатора:
.
Примеры решения задач.
Задача 1. Два равных по модулю разноимённых точечных заряда взаимодействуют с силой, равной 10 Н. Определите величину этих зарядов, если они находятся на расстоянии 5 м друг от друга.
Задача 2. Два равных по модулю заряда находятся в вершинах равностороннего треугольника, сторона которого равна 2 м. Найдите модуль и направление напряженности в третьей вершине треугольника, если модуль заряда равен 150 нКл.
Задача 3. Шар обладает зарядом 0,4 мкКл, который равномерно распределен по всему объёму шара. На точечный заряд, равный 800 нКл, действует кулоновская сила, модуль которой равен 0,2 мН. Определите, находится ли данный заряд внутри шара или нет? Расстояние между центром шара и точечным зарядом составляет 60 см.
Задача 4. Пылинка, обладающая зарядом 120 нКл, висит в однородном электростатическом поле между разноименно заряженными пластинами. Если масса пылинки равна 18 мг, то каково напряжение между пластинами? Расстояние между пластинами составляет 6 мм.
Задача 5. Изначально напряжение между обкладками конденсатора с емкостью 100 нФ составляет 300 В. Если к нему подключить лампочку, рассчитанную на ток в 30 мА, то она прогорит 2 с. Каково сопротивление данной лампочки? Потерями энергии в цепи можно пренебречь.
Практические задания.
| Вариант 1 | Вариант 2 |
| 1. Напряжение между полюсами батареи аккумуляторов 40 В. какой заряд получит конденсатор емкостью 500 мкФ, если его соединить с полюсами этой батареи? | 1. Два одинаковых маленьких шарика, обладающих зарядами 6*10-6 Кл и -12*10-6 Кл, находятся на расстоянии 60 см друг от друга. Определите силу взаимодействия между ними. |
| 2. При перемещении заряда 2 Кл в электрическом поле силы, действующие со стороны этого поля, совершили работу 8 Дж. Чему равна разность потенциалов между начальной и конечной точками пути? | 2. При перемещении электрического заряда между с точками с разностью потенциалов 8 В силы, действующие на заряд со стороны электрического поля, совершили работу 4 Дж. Чему равен заряд? |
| 3. Напряжение между двумя горизонтально расположенными пластинами 600 В. В поле этих пластин находится в равновесии заряженная пылинка массой 3*10-8 г. Расстояние между пластинами 10 см. Определите заряд пылинки. | 3. Конденсатор емкостью 0,02 мкФ соединили с источником тока, в результате чего он приобрел заряд 10-6 Кл. Определите значение напряженности поля между пластинками конденсатора, если расстояние между ними 5 мм. |