Задача 1 Відстань l між двома точковими зарядами q1 = 2 нКл и q2 = -3 нКл, розташованими у вакуумі, складає 20 см. Знайти потенціал j поля, створеного цими зарядами в точці, віддаленій від першого заряду на відстані r1= 15 см і від другого заряду на r2 = 10 см.
Задача 2Електростатичне поле створене позитивно зарядженою нескінченною ниткою з лінійною густиною заряду 1 нКл/см. Якої швидкості набуде електрон, якщо він наблизиться до нитки вздовж лінії напруженості з відстані r1= 1,5 см до r2 = 1 см?
Задача 3Тонке кільце радіусом 5 см з тонкого дроту має рівномірно розподілений заряд q = 10 нКл. Знайдіть потенціал j електростатичного поля: 1) в центрі кільця; 2) на осі, яка проходить через центр кільця, в точці, що розташована на відстані 10 см від центра кільця.
Задача 4Металева куля радіусом 5 см має заряд q = 10 нКл. Знайдіть потенціал електростатичного поля: 1) на поверхні кулі; 2) на відстані 2 см від її поверхні.
Задача 5Знайти прискорюючу різницю потенціалів, яку повинен пройти в електричному полі електрон, щоб його швидкість зросла від u1= 1 Мм/с до u2 = 5 Мм/с.
Задача 6Електростатичне поле створюється рівномірно зарядженою сферичною поверхнею радіусом 10 см і зарядом q = 15нКл. Знайдіть різницю потенціалів між двома точками цього поля, розташованими на відстанях 5 см і 15 см від поверхні сфери.
Задача 7Яку роботу виконують зовнішні сили по переміщенню заряду q = 1 нКл вздовж лінії напруженості з відстані r1 = 4 см до відстані r2 = 2 см, якщо електростатичне поле створюється нескінченною рівномірно зарядженою площиною з поверхневою густиною заряду σ = 2 мкКл/м2.
Задача 8Електричне поле створене зарядженою провідною кулею, потенціал φ якої 300 В. Визначити роботу, яку треба виконати для переміщення заряду Q = 0,2 мкКл з точки 1 в точку 2 (див. рис. 3.1 ).
Задача 9 Електричне поле створене зарядами Q1 = 2 мкКл і Q2 = - 2 мкКл, що знаходяться на відстані 10 см один від одного. Визначити роботу сил поля виконану при переміщенні заряду Q = 0,5 мкКл з точки 1 в точку 2 (див. рис. 3.2).
Задача 10 До якої відстані можуть зблизитися два електрони, якщо вони рухаються назустріч один одному з відносною швидкістю V = 106 м/с?
Самостійна робота
І варіант
ІІ варіант
Задача 1
Два однакових точкових заряди по 50 мкКл кожний перебувають на відстані 1м один від одного. Яку роботу необхідно виконати, щоб зблизити ці заряди до відстані 50 см?
Задача 2
Електрон рухається уздовж силової лінії однорідного електричного поля. У деякій точці поля з потенціалом φ1 = 100В електрон мав швидкість V1 = 6Мм/с. Визначити потенціал φ2 точки поля, дійшовши до який електрон втратить половину своєї швидкості.
Задача 1
Два заряди Q1 = 6 нКл і Q2 = 3 нКл
знаходяться на відстані 60 см один від
одного. Яку роботу необхідно виконати,
щоб зменшити відстань між зарядами
вдвічі?
Задача 2
Порошина масою m = 200 мкг, що несе на
собі заряд Q = 40 нКл, залетіла в
електричне поле в напрямку силових ліній.
Після проходження різниці потенціалів у
200 В порошина мала швидкість 10 м/с.
Визначити швидкість порошини до того, як
вона влетіла в поле.
Домашнє завдання
І варіант
ІІ варіант
3.55, 3.65, 3.84(Несмашний Є.О.)
3.29, 3.88, 3.81(Несмашний Є.О.)
Тема наступного заняття «Електростатичне поле в речовині»
2. Савельев И.В. Курс физики. Т.2. Электричество. Колебания и волны. Волновая оптика.-М.:Наука,1989.
3. ТрофимоваТ.И. Курс физики: Учеб. пособие для вузов.— 7-е изд., стер.— М.: Высш. шк., 2001.
4. Гаркуша І.П., Певзнер М.Ш., Курінний В.П. Збірник задач з фізики. – Київ: „Вища школа”, 2003
5. Трофимова Т.И., Павлова З.Г. Сборник задач по курсу физики с решениями: Учеб. пособие для вузов.— М.: Высш. шк., 1999.
6. Чертов А. Г., Воробьев А. А. Задачник по физике: Учеб. пособие для студентов втузов.— 5-е изд., перераб. и доп.— М.: Высш. шк., 1988.
ОСНОВНІ ФІЗИЧНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ І ФОРМУЛИ, ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ ПРИ РОЗВЯЗУВАННІ ЗАДАЧ З ТЕМИ
«Електростатичне поле в речовині. Конденсатори.»
Для кожного відокремленого провідника відношення заряду до потенціалу провідника є величина стала
, (1)
де — електрична ємність провідника.
Ємність плоского конденсатора:
(2)
де — площа кожної пластини; - відстань між пластинами.
Ємність сферичного конденсатора
, (3)
де і — радіус внутрішньої і зовнішньої сфер.
Ємність циліндричного конденсатора:
, (4)
де - — висота коаксіальних циліндрів; і — радіуси внутрішнього та зовнішнього циліндрів відповідно.
Ємність провідної кулі радіуса г
. (5)
При паралельному з'єднанні конденсаторів ємність батареї дорівнює
, (6)
при послідовному з'єднанні
. (7)
Електрична енергія відокремленого зарядженого провідника
. (8)
Для плоского конденсатора
, (9)
де — об'єм, обмежений пластинами конденсатора.
Об'ємна густина енергії електричного поля
, (10)
де - електричне зміщення, Кл/м2.
Вектор поляризації діелектрика:
, (11)
де - діелектрична сприйнятливість речовини, яка зв’язана з діелектричною проникністю рівнянням
. (12)
Сила притягання пластин плоского конденсатора (пондеромоторна сила):
а) конденсатор від’єднали від джерела струму;
а) . (13)
б) конденсатор приєднаний до джерела струму;
б) . (14)
ДВНЗ «Криворізький НАЦіОНАЛЬний університет»
Освітньо-кваліфікаційий рівень _бакалавр_
Напрям підготовки _______________________________________________