Задачі для самостійного розв’язання. 1 Співставити силу кулонівської взаємодії двох електронів з силою їх гравітаційної взаємодії

1 Співставити силу кулонівської взаємодії двох електронів з силою їх гравітаційної взаємодії.

2 Обчислити прискорення, яке надає один електрон іншому, що знаходиться на відстані 1мм від першого.

3 Які заряди (пропорційні масам) потрібно було б надати Сонцю і Землі для того, щоб сила кулонівської взаємодії між ними була рівна силі гравітаційної взаємодії.

4 Тонка шовкова нитка витримує максимальну силу натягу 10 мН. На цій нитці підвішено кульку масою 0,6 г, що має позитивний заряд 11 нКл. Знизу в напрямку лінії підвісу до неї підносять кульку, що має від’ємний заряд – 13 нКл. На якій відстані між кульками нитка розірветься?

5 Заряджені кульки, що знаходяться на відстані 2 м, відштовхуються силою 1 Н. Сумарний заряд кульок 50 мкКл. Як розподілений цей заряд між кульками?

6 Негативний точковий заряд Q розташований на прямій, що з’єднує два однакових позитивних заряди q. Відстані між негативним зарядом і кожним позитивним відносяться як 1:3. У скільки разів зміниться сила, що діє на негативний заряд, якщо його поміняти місцем з найближчим позитивним?

7 Два негативних точкових заряди – 9 нКл і –36 нКл розташовані на відстані 3 м один від одного. Якої величини заряд і на якій відстані від першого заряду потрібно помістити, щоб система була у рівновазі.

8 Три однакових точкових заряди по 20 нКл кожний розташовані в вершинах рівностороннього трикутника. На кожний заряд діє сила 10 мН. Визначити довжину сторони трикутника.

9 Три однакових точкових заряди по 9 нКл кожний розташовані в вершинах рівностороннього трикутника. Якої величини точковий заряд потрібно помістити в центрі трикутника, щоб система була у рівновазі?

10 Чотири однакових точкових заряди по 10 нКл кожний розташовані в вершинах квадрата із стороною 10 см. Визначити силу, що діє на четвертий заряд збоку трьох зарядів.

11 Чотири однакових по модулю точкових заряди по 20 нКл кожний розташовані в вершинах квадрата із стороною 20 см таким чином, що однойменні заряди лежать на одній діагоналі. Визначити силу, що діє на позитивний заряд величиною 20 нКл, розташований в центрі квадрату.

12 Три кульки масою 10 г кожна підвішені на шовкових нитках довжиною 1 м, що сходяться в одному вузлі. Кульки однаково заряджені і висять в вершинах рівностороннього трикутника із стороною 0,1 м. Який заряд кожної кульки?

13 У вершинах правильного шестикутника розташовані три позитивних і три негативних заряди. Визначити напруженість електричного поля в центрі шестикутника при різних комбінаціях в розташувані зарядів. Модуль кожного заряду 5 нКл, а сторона шестикутника 3 см.

14 Розв’язати попередню задачу за умови, що всі шість зарядів позитивні.

15 Дві однаково заряджені кульки, підвішені на нитках рівної довжини в одній точці, розійшлись в повітрі на кут 2a. Якою повинна бути густина матеріалу кульок, щоб при зануренні їх в гас, діелектрична проникність якого 2, кут між нитками не змінився. Густина гасу 0,8 10³ кг/м³.

16 Дві однаково заряджені кульки підвішені на нитках рівної довжини в одній точці занурені в рідину. Густини матеріалів кульок і рідини відомі. При якій діелектричній проникності рідин кут розходження ниток в рідині і повітрі буде однаковим?

17 Дві однакові кульки підвішені в повітрі на нитках таким чином, що їх поверхні дотикаються. Після того як кожній кульці надали заряд 0,4 мкКл, кульки розійшли на кут 60⁰. Визначити масу кульок, якщо відстані від центрів кульок до точок підвісу 0,2 м.

18 Дві маленькі кульки підвішені на довгих нитках в одній точці, заряджені однаково і знаходяться на відстані а. Одну з кульок зарядили. Якою стала відстань між кульками?

19 Складено пристрій двох однакових кульок масою 15 г, одна з яких закріплена, а друга підвішена на нитці довжиною 20 см таким чином, що кульки дотикаються. Після того, як кульки отримали однаковий заряд, рухома кулька відхилилась на кут 60⁰ від вертикалі. Визначити заряд кожної кульки.

20 На двох однакових крапельках води знаходиться по одному лишньому електрону, причому кулонівська сила їх відштовхування врівноважена силою їх взаємного тяжіння. Визначити радіус крапельок.

21 Кулька, що має заряд 50 нКл, дотикнулась внутрішньої поверхні незарядженої металевої сфери радіусом 20 см. Визначити поверхневу густину заряду на зовнішній поверхні сфери.

22 Визначити поверхневу густину заряду на зовнішній поверхні металевої сфери радіуса 20 см, якщо в центрі сфери на ізольованій паличці знаходиться кулька зарядом 50 нКл.

23 Однакові по модулю, але різні за знаком заряди по 18 нКл кожний розташовані в двох вершинах рівностороннього трикутника із стороною 2 м. Визначити напруженість електричного поля в першій вершині трикутника.

24 У вершинах при гострих кутах ромба, складеного з двох рівносторонніх трикутників із стороною а поміщені однакові позитивні заряди q. У вершині при одному з тупих кутів ромба поміщено позитивний заряд Q. Визначити напруженість електричного поля в четвертій вершині ромба.

25 Діагоналі ромба 96 см і 32 см. На кінцях довшої діагоналі розташовані точкові заряди 64 нКл і 352 нКл, а на кінцях коротшої – точкові заряди 8 нКл і 40 нКл. Визначити напруженість електричного поля в центрі ромба.

26 У вершинах квадрата з діагоналлю 2 l знаходяться рівні по модулю, але різні за знаком точкові заряди таким чином, що заряди різних знаків летять на одній діагоналі. Визначити напруженість електричного поля в точці, яка знаходиться на відстані х від центра квадрата і розташована симетрично відносно вершин квадрата.

27 У вершинах квадрата розташовані точкові заряди q, -2 q, 3 q i –4 q. Визначити напруженість електричного поля і потенціал в центрі квадрата, якщо його діагональ а.

28 Три однакових заряди по 1 нКл кожний розташовані в вершинах прямокутного трикутника з катетами 40 см і 30 см. Визначити напруженість електричного поля в точці перетину гіпотенузи з перпендикуляром, опущеним на неї із прямого кута.

29 Чотири однойменних заряди q, розташовані в вершинах квадрата із стороною а. Визначити напруженість електричного поля на відстані 2 а від центра квадрата:1) на продовженні діагоналі; 2) на прямій, що проходить через центр квадрата і є паралельною сторонам.

30 У вершинах правильного шестикутника із стороною а поміщено точкові, однакові по модулю, заряди q. Визначити напруженість і потенціал поля в центрі шестикутника за умови, що: 1) знак всіх зарядів однаковий; 2) знаки сусідніх зарядів протилежні.

31 Тонке напівкільце радіусом 20 см має заряд 0,7 нКл. Визначити напруженість електричного поля в центрі напівкільця.

32 Кільце радіусом R з тонкого дроту має заряд q. Визначити модуль напруженості електричного поля на осі кільця, як функцію відстані l до його центру. Визначити максимальне значення напруженості і відповідну їй відстань.

33 Який кут з вертикаллю складе нитка, на якій висить кулька масою 25 мг, якщо її помістити в горизонтальне однорідне електричне поле з напруженістю 35 В/м, надавши їй при цьому заряд 7 мкКл?

34 Тонкий прямий стержень довжиною 2 а має заряд q. Визначити модуль напруженості електричного поля як функцію відстані r від центра стержня до точки прямої: 1) перпендикулярної до стержня, що проходить через його центр, 2) співпадаючої з віссю стержня, якщо r > a.

35 В однорідному електричному полі з напруженістю 1 МВ/м, направленому під кутом 30⁰ до вертикалі, висить на нитці кулька масою 2 г і зарядом 10 нКл. Визначити силу натягу нитки.

36 Електрон рухається в напрямку однорідного електричного поля з напруженістю 120 В/м. Яку відстань пролетить електрон до зупинки, якщо його початкова швидкість 1000 км/с? За який проміжок часу буде пройдено цю відстань?

37 Поблизу Землі напруженість електричного поля 130 В/м. Чи можна використовувати напругу між точками, які знаходяться (по вертикалі) на відстані 1м одна від одної, для живлення електричної лампочки? Визначити заряд Землі і потенціал її поверхні, якщо радіус Землі 6400 км.

38 Мідна куля діаметром 1 см поміщена в масло густиною 800 кг/м³. Визначити заряд кулі, якщо в однорідному електричному полі вона виявилась завислою в маслі. Електричне поле напруженістю 36 Кл/см направлено вгору.

39 Потенціал поля має вигляд j = а(х²+у²)+bz², де а і b – додатні константи. Визначити напруженість електричного поля.

40 Визначити напруженість електричного поля, потенціал якого має вигляд: 1) j = а(х²-у²), 2) j = аху.

41 N однакових крапель ртуті однойменно заряджені до одного і того ж самого потенціалу j. Яким буде потенціал, великої краплі ртуті, що утвориться в результаті злиття цих крапель?

42 Яку роботу потрібно здійснити при перенесені точкового заряду 20 нКл з нескінченності в точку, що знаходиться на відстані 1 см від поверхні кулі радіусом 1 см з поверхневою густиною заряду 10 нКл/см²?

43 При переносі точкового заряду 10 нКл з нескінченності в точку, що знаходиться на відстані 20 см від поверхні зарядженої металевої кулі, потрібно здійснити роботу 0,5 мкДж. Радіус кулі 4 см. Визначити потенціал поверхні кулі.

44 Електрон, пролітаючи в електричному полі шлях від точки А до точки В, збільшив свою швидкість з 1000 км/с до 3000 км/с. Визначити різницю потенціалів між цими точками електричного поля.

ЗАВДАННЯ: законспектувати матеріал, розглянути розв’язки задач.

ФОРМА КОНТРОЛЮ: перевірка конспекту самостійної роботи, перевірка розв’язання задач.

ВИКЛАДАЧ – Марінець І.С.

Самостійна робота №7 (3 год)

ТЕМА: Постійний струм

МЕТА: ознайомитись з основними положеннями електронної та квантової теорій електропровідності металів; з’ясуватиприроду виникнення електричного струму та дати визначення його основним характеристикам; розвивати вміння аналізувати, порівнювати, робити висновки під час опрацювання матеріалу; виховувати цілеспрямованість, терпіння, акуратність, уважність.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ:

2 Бушок Г.Ф.Курс фізики. Кн.2. / Г.Ф. Бушок, Є.Ф. Венгер. – К.: Вища школа, 2002, с. 51-65.

7 Кучерук І.М. Загальний курс фізики. У трьох томах. Т. 2. / І.М.Кучерук, І.Т Горбачук, П.П. Луцик. – К.: Техніка, 2006, с. 105-133.

Дата добавления: 2017-01-14