3.1.Электрическое поле.

3Акон Кулона. Напряженность электрического поля.

1с. Два точечных заряженных тела с зарядами по 10 нКл расположены в воздухе на расстоянии 5 см. Найти силу взаимодействия тел.

Ответ: 0,36 мН

2с. На заряд 1,6 мкКл, внесенный в данную точку поля, действует сила 0,48 мН. Найти напряженность поля в данной точке?

Ответ: 300 н\Кл

3с. Электрическое поле образовано в вакууме зарядом 1,6 нКл. Определите напряженность поля в точке, удаленной от заряда на

1 см.

Ответ: 144 кН\Кл

4с. Два точечных заряженных тела с зарядами +10 нКл и -5 нКл расположены в керосине на расстоянии 60 см. С какой силой взаимодействуют тела?

Ответ: 0,6 МК н

5с. Найти напряженность поля заряда 8 мкКл в точке, удаленной от заряда на 4см.

Ответ:450 кН\Кл

6с. Два шарика заряжены зарядом +2 мкКл и -3 нКл находятся в воде на расстоянии 54мм. С какой силой взаимодействуют шарики?

Ответ: 25 мкН

1д. На расстоянии 10 см от заряда напряженность поля 18кН/Кл. Найти заряд.

Ответ: 20 нКл

2д. Два одинаковых положительных заряда находятся на расстоянии 20мм. Заряды взаимодействуют с силой 9 мН. Как велик каждый заряд?

Ответ: 20 нКл

3д. На каком расстоянии нужно расположить два заряда 5 нКл и 6 нКл, чтобы отталкивались с силой 2 мН.

Ответ: 12 мм

4д. Какая сила действует на заряд 1,6 мкКл, помещенный в точку, в которой напряженность электрического поля равна 200 Н/Кл.

Ответ: 0,32 мН

5д. На каком расстоянии от заряда 4 нКл напряженность поля равна 400 Н/Кл .

Ответ: 0,3 м

6д. На каком расстоянии друг от друга заряды 4 мкКл и 6 нКл взаимодействуют с силой 60 мН.?

Ответ:6 см

7д.(9.15.) Металлический шар диаметром 20,0 см имеет заряд 3,14 × 10^-7Кл. Какова поверхностная плотность заряда на шаре?

Ответ: 2,5 × 10^-6Кл/м².

8.д.(9.16) Определить заряд, переданный проводящему шару радиусом 4,0 см, если поверхностная плотность заряда оказалась равной 0,50 × 10^-4 Кл/м².

Ответ: 1 × 10^-6 Кл.

9.д.(9.18) Два одинаковых по модулю и знаку точечных заряда, расположенных на расстоянии 3,0 м друг от друга в вакууме, отталкиваются с силой 0,40 Н. Определить каждый заряд.

Ответ: 2 × 10^-5 Кл.

10.д.(9.19) С какой силой взаимодействуют два заряда 0,66 × 10^-7 и 1,10 × 10^-5 Кл в воде на расстоянии 3,3 см? На каком расстоянии их следует поместить в вакууме, чтобы сила взаимодействия осталась прежней?

Ответ: 7,4 × 10^-2 Н; 0,30 м.

11.д.(9.20). Два заряда, один из которых в три раза больше другого, находясь в вакууме на расстоянии 0,30м, взаимодействуют с силой 30 Н. Определить эти заряды. На каком расстоянии в воде заряды будут взаимодействовать с силой, в три раза большей?

Ответ: 1 × 10^-5 Кл; 3 × 10^-5 Кл; 0,02м.

1в. С каким ускорением движется протон в электрическом поле с напряженностью 10Кн/Кл.

Ответ: 1Тм\с²

2в. Пылинка массой 20 мг находится в воздухе во взвешенном состоянии под действием точечного заряда 9 нКл. Какой заряд имеет пылинка, если расстояние между ними 5 см?

Ответ: 6 нКл

3в. Пылинка взвешенная в электрическом поле. Найти массу пылинки, если напряженность поля 150 Н/Кл и заряд 2 мкКл.

Ответ: 30 мг.

4в. На одной прямой АВС в точки поместили одинаковые заряды по 4 нКл каждый. Найти силу действующую на заряд в точке В, если расстояние АВ=ВС=5см.

Ответ: 0

5в. Определите заряд пылинки находящейся в взвешенном состоянии в электрическом поле напряженностью 100Н/Кл. Масса тела 2 мкг.

Ответ: 0,2 нКл

6в. Между двумя зарядами -40 нКл и +10 нКл расположили третий заряд 10 нКл. Расстояние между первым и вторым 10 см, между первым и третьим 4 см, расстояние между вторым и третьим 6 см. Найти силу, действующую на третий заряд.

Ответ: 2,5 мН

Работа электрического поля при перемещении заряда. Связь между напряжением и напряжённостью.

1с. В однородном электрическом поле с напряженностью 6 мН/Кл перемещается заряд 12 мкКл на расстоянии 5 см. Определите работу поля по перемещению заряда?

Ответ: 3,6 нДж

2с. Какую работу нужно совершить , чтобы переместить заряд 0,5 нКл между двумя точками электрического поля с разностью потенциалов 2800 В.

Ответ:1,4 мкДж.

3с. Какую работу совершает поле при перемещении заряда 40 нКл из точки с потенциалом 1300 В в точку с потенциалом 200В.

Ответ:44 мкДж

4с. В однородном поле напряженностью 6 кВ/м переместили заряд 15 нКл. Перемещение 20 см. Найти работу поля.

Ответ: 18 мкДж

5с. Электрическое поле совершает перемещение заряда 2 мкКл между двумя точками электрического поля с разностью потенциалов 1800 В. Найти работу электрического поля.

Ответ:3,6 мДж

6с. В однородном электрическом поле напряженностью 10 кВ/м переместили заряд -25мкКл в направлении силовой линии на 4 см. Найти работу поля.

Ответ: 10 мДж

7.с. (10.41) Заряд 120 мкКл внесен в электрическое поле. При этом

совершена работа, равная 0,6 мДж. Найти электрический потенциал поля в той точке, в которую помещен заряд.

Ответ: 5 В.

1д. При перемещении заряда между точками с разностью потенциалов 15кВ поле совершило работу 45 мкДж . Чему равен заряд?

Ответ:

2д. Определите напряженность электрического поля, если при перемещении заряда 2 мкКл на 5 см была совершена работа

20 мкДж.

Ответ:

3д. В однородном электрическом поле с напряженностью 6 кВ /м перемещается заряд 9 нКл. Найти перемещение заряда, если была совершена работа 2,7 мкДж.

Ответ:

4д. Какова разность потенциалов двух точек электрического поля , если при перемещение заряда 20 мкКл между этими точками полем совершена работа 1,2 Дж.

Ответ:

5д. Напряжение между двумя точками электрического поля 15 В. Чему равен заряд, если полем совершена работа 3 мкДж?

Ответ:

6д. В однородном электрическом поле напряженностью 180 В /м совершена работа 18 мкДж. Чему равен заряд, если тело переместили на 5 см?

Ответ:

7.д.(10.54) Электрическое поле в вакууме образовано точечным зарядом 1,5 нКл. На каком расстоянии друг от друга расположены две эквипотенциальные поверхности с потенциалами 45,0 и 30,0 В? Ответ: 0,15 м.

8.д.(10.56) Электрическое поле в глицерине образовано точечным зарядом 9,0 нКл. Какова разность потенциалов двух точек, удаленных от заряда на 3,0 и 12,0 см? Какую работу совершит поле, перемещая между этими точками заряд 5,0 нКл?

Ответ: 52В; 2,6 × 10^-7 Дж.

9.д.(10.61) Какую требуется совершить работу, чтобы два заряда по 3,0 мкКл каждый, находящихся в воздухе на расстоянии 0,60 м друг от друга, сблизились до 0,20м?

Ответ: 0,27 Дж.

1в. Электрон влетает в электрическое поле со скоростью 5 Мм/с. Какую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы его скорость увеличилась до 15 Мм/с.

Ответ: 570 В

2в. Два точечных заряда по +6 нКл находятся на расстоянии 20см. Какую работу нужно совершить , чтобы сблизить заряды до 10 см?

Ответ: 2,4 мкДж

3в. Между двумя параллельными горизонтальными пластинами с разностью потенциалов 0,5 кВ висит капля масла массой 0,1 нг. Расстояние между пластинами 4 мм. Найти заряд капли.

Ответ:8фКл

4в. Разность потенциалов между двумя пластинами равна 1,8 кВ . Какую скорость приобретет электрон, пролетев из состояния покоя расстояние между пластинами?

Ответ:25Мм\с

5в. Между горизонтальными пластинами , к которым приложено напряжение 5 кВ , висит пылинка её заряд 0,98 фКл . Найти массу пылинки, если расстояние между пластинками 5 см?

Ответ: 1 нКл

6в. Какую разность потенциалов должен пройти протон, чтобы его скорость увеличилась от 500 км/с до 2000 км/с?

Ответ: 18,75 кВ

Электроёмкость конденсатора. Энергия электрического поля .

1с. Какова емкость конденсатора, если при его зарядке до напряжения 400 В он получает заряд 2 мкКл.

Ответ: 5 нФ

2с. От источника напряжения 50 В конденсатор получает заряд 9 нКл. Какова энергия заряженного конденсатора?

Ответ: 0,23 мкДж

3с. Заряд конденсатора 6,4 мКл , напряжение между его обкладками 200 В. Определить энергию электрического поля конденсатора.

Ответ: 0,64 Дж

4с. От источника напряжения 200 В конденсатор получает заряд 6 мкКл . Найти емкость конденсатора.

Ответ: 30 нФ

5с. Какова емкость конденсатора, если при его зарядке до напряжения 150 В он получает заряд 30 нКл.

Ответ: 0.2 нФ

6с. Заряд конденсатора 4 нКл, напряжение между его обкладками

500 В. Определите емкость и энергию конденсатора.

Ответ: 1мкДж; 8пФ

7с. Найти емкость конденсатора, если площадь пластины 0,015 м², а между пластинами проложена парафинированная бумага толщиной

1 мм.

Ответ:0,3 нФ

8с. Найти емкость слюдяного конденсатора, если площадь пластины 0,0015 м², а расстояние между пластинами 0,01 см.

Ответ:0,8 нФ.

9.с (11.6). При сообщении проводнику заряда 8 мКл его потенциал

становится равным 1 кВ. Определить емкость проводника.

Ответ: 8 мкФ.

1д. До какого напряжения необходимо зарядить конденсатор , чтобы ему передать 5 мкКл. Энергия электрического поля 4 мДж.

Ответ: 1,6 кВ

2д. Емкость конденсатора 60 мкФ . Какой заряд он накопит при его подключении к полюсам источника постоянного напряжения 100 В.

Ответ:6 мКл

3д. До какого напряжения нужно зарядить конденсатор емкостью 8мкФ , чтобы ему передать заряд 0,4 мКл?

Ответ: 50 В

4д. Напряжение между обкладками конденсатора 400 В, энергия электрического поля 2 мДж. Найти заряд конденсатора.

Ответ:10 мкКл

5д. Какое количество электричества накопит конденсатор емкостью 2пФ , если его зарядить до напряжения 200 В?

Ответ:0,4 нКл

6д. Емкость конденсатора 12мкФ , а заряд 3 мКл. Определите напряжение между обкладками?

Ответ: 25 ОВ

7.д.(11.17). Площадь пластины слюдяного конденсатора равна 36 см², толщина слоя диэлектрика равна 0,14 см. Вычислить емкость, заряд и энергию конденсатора, если разность потенциалов на его пластинах

составляет 3,0 × 10² В, а диэлектрическая проницаемость слюды равна

Ответ: 160 пФ; 4,8 × 10^-8 Кл; 7,2 × 10^-6Дж.

1в. Конденсатор имеет емкость 5пФ, разница потенциалов между пластинами 1000 В. Какая энергия заряженного конденсатора?

Ответ: 2,5 мкДж

2в. Конденсатору емкостью 0,2мф сообщили заряд 4 мкКл. Какая мощность разряда, если его длительность 2 мкс?

Ответ: 0,02 Вт

3в. Какое количество теплоты выделяется при разряде конденсатора емкостью 0,1мф , заряженного до потенциалов 1,2кВ?

Ответ: 72 Дж

4в. Емкость конденсатора 4мкф, а заряд 6 мКл. Определите энергию электрического поля?

Ответ: 4,5 Дж

5в. В импульсной фотовспышке лампа питается от конденсатора емкостью 0,6мф , заряженного до напряжения 200 В. Найти энергию вспышки и мощность, если продолжительность разряда 2 мс?

Ответ: 12 мДж. 6 Вт

6в. На корпусе конденсатора указаны емкость 400мк Ф и напряжение 15 В. На сколько градусов можно нагреть воду массой 10 г за счет энергии заряженного конденсатора?

Ответ: 0,001^оС

7в. Импульсная стыковая сварка выполняется с помощью разряда конденсатора емкостью 10мФ , заряженного до напряжения 2кВ. Какова мощность разрядного импульса, если его длительность 2 мкс?

Ответ: 1 ГВт

8в. Конденсатор емкостью 2мкФ соединили с источником тока, в результате чего он приобрел заряд 4 нКл. Найти напряженность поля между пластинами конденсатора , если расстояние между ними 4мм?

Ответ: 500 кВ\м

9.в.(11.18). Плоский конденсатор емкостью 0,3 мкФ изготовлен из листов металлической фольги и слюды. Сколько слюдяных пластин необходимо взять, если площадь каждой из них равна 50 см², а толщина равна 0,177 мм?

Диэлектрическую проницаемость слюды принять равной 6.

Ответ: 200.

10.в.(11.21). Шесть конденсаторов емкостью 0,0050 мкФ каждый соединили параллельно и зарядили до 4,0 кВ. Какой заряд накоплен такой батареей конденсаторов и какое количество теплоты выделится при ее разрядке?

Ответ: 1,2 × 10^-4 Кл; 0,24 Дж.

11.в(11.25). Конденсатор неизвестной емкости с напряжением на обкладках 1,0 кВ соединили параллельно с другим конденсатором емкость 2,0 мкФ, напряжение на обкладках которого равно 0,40 кВ. Какова емкость первого конденсатора, если после соединения напряжение стало равным 570 В? Определить общий заряд.

Ответ: 0,80 мкФ; 1,6 × 10^-3 Кл.