Тема 6. Электростатика.
Задача № 69.
Два точечных заряда: +3 нКл, -5 нКл расположены на расстоянии 10 см друг от друга.
Какая сила действует на третий заряд -8 нКл , если он расположен:
а) посередине между зарядами на прямой, соединяющей первые два заряда;
б) в точке, отстоящей на расстоянии 10 см от каждого из них, вне прямой, соединяющей первые два заряда. Каждое решение по яснить рисунком.
Задача № 70.
19
Линейный стержень длиной 20 см заряжен с линейной плотностью т = 5 нКл/м.
Определить силу, действующую на точечный заряд 8 нКл , расположенный на продолжении стержня на расстоянии, равном длине стержня от его нижнего конца. Решение пояснить рисунком.
Задача № 71. Два шарика одинакового размера и веса подвешены на нитях так, что их поверхности соприкасаются. После сообщения каждому
шарику заряда по 4-10 Кл, они, оттолкнувшись, разошлись на
угол 60°. Длина каждой нити подвеса 20 см .
Найти вес шарика. Решение пояснить рисунком.
Задача № 72. В плоском горизонтально расположенном конденсаторе находится в равновесии заряженная капля ртути. Напряженность электрического поля конденсатора 6-10 В/м . Заряд капли 2.4 пКл .
Найти радиус капли. Плотность ртути р = 13.610 кг/м . Решение пояснить рисунком.
Задача № 73. Два заряда 20 нКл и 45 нКл находятся на расстоянии 40 см . Какую надо совершить работу, чтобы сблизить заряды до расстояния 20 см ?
Задача № 74 Поле образованно бесконечно длинной линейно заряженной нитью с линейной плотностью заряда х . Двигаясь от расстояния 1 см
20
от
нити до расстояния 4 см , а - частица
изменила свою скорость от
2-Ю6 м/с до 5-Ю6 м/с.
Найти линейную плотность заряда нити. Масса а-частицы
6.7-10"27 кг, заряд 3.2-10~19 Кл .
Задача № 75. Вдоль силовой линии однородного электрического поля движется протон. В точке поля с потенциалом ер протон имел скорость
0.1 Мм/с.
Определить потенциал поля ср , если скорость протона возрастёт в два раза. Удельный заряд протона 96 МКл / кг .
Задача № 76. Электрон в однородном электрическом поле получает ускорение
1012 м/с2. Найти:
напряженность электрического поля;
скорость электрона за 10 своего движения, если его начальная скорость равна 0;
работу поля за это время;
разность потенциалов, пройденную электроном.
Заряд электрона 1.6-10"19 Кл, масса 9.1Ы0-33 кг.
Задача № 77. Расстояние между пластинами плоского конденсатора 1 мм,
9 площадь каждой пластины 20 см . В пространстве между пластинами находятся два слоя диэлектрика: слюда (е = 6) толщиной
21
0.7 мм и эбонит (е =2.6) толщиной 0.3 мм. Определить ёмкость конденсатора.
Задача № 78. Используя условие предыдущей задачи, найти напряжение в каждом слое и напряженность электрического поля в каждом слое, если разность потенциалов между пластинами конденсатора 300 В .
Для самостоятельного решения.
Задача № 79.
Четыре одинаковых заряда по 60 нКл каждый находятся в вершинах квадрата со стороной 10 см.
Какая сила действует на любой заряд со стороны трёх остальных? Решение пояснить рисунком.
Задача №80.
Две одинаковые круглые пластины радиусом 10 см каждая расположены параллельно друг другу. Заряд одной пластины 400 нКл , другой (-200) нКл .
Определить силу взаимного притяжения пластин, если расстояние между ними;
а) 3 мм ;
б) 5 м .
Задача №81. Четыре одинаковые капли ртути, заряженные каждая до потенциала 10 В, сливаются в одну каплю.
Найти потенциал образовавшейся капли.
22
Задача
№ 82.
Кольцо из проволоки радиусом R = 10 см заряжено и несёт заряд 5 нКл. Найти напряженность электрического поля на оси кольца в точках, расположенных на расстоянии г от центра по перпендикуляру к плоскости кольца: 0; 5; 8; 10; 15 см.
Изобразить графически зависимость Е(г ). Сделать вывод.
Задача № 83. Расстояние между пластинами плоского конденсатора равно 2 см, разность потенциалов 6 KB. Заряд каждой из пластин 10 нКл.
Вычислить энергию поля конденсатора и силу взаимного притяжения пластин.
Задача № 84. Сколько тепла выделится при разряде плоского конденсатора, если напряжение между пластинами 15 KB , расстояние 1 мм , диэлектрик - слюда (s = 6) а площадь каждой пластины 300 см .