Закон сохранения заряда. Закон Кулона

ЗАДАЧИ ПО ЭЛЕКТРОСТАТИКЕ

1.1. Незаряженная цинковая пластинка при освещении потеряла 4 электрона. Каким стал заряд пластинки?

1.2. От капли, имевшей электрический заряд +2е, отделилась капля с зарядом +е. Как изменился модуль заряда капли.

1.3. На двух одинаковых металлических шарах находится положительный заряд +Q и отрицательный заряд –Q. Каким станет заряд шаров после соприкосновения?

1.4. С какой силой взаимодействуют два маленьких заряженных шарика, находящихся в вакууме на расстоянии 9 см друг от друга? Заряд каждого шарика равен 3×10^-6 Кл. (90 Н)

1.5. Два положительных заряда q и 2q находятся на расстоянии 10 мм. Заряды взаимодействуют с силой 7, 2 ×10^-4 Н. Как велик каждый заряд? (2 нКл, 4 нКл)

1.6. Найдите силу взаимодействия точечных электрических зарядов 1 нКл и 4нКл в пустоте и керосине (e=2). Расстояние зарядами 2 см. (90 мкН, 45 мкН)

1.7. Два точечных заряда, находясь в воздухе (e=1) на расстоянии 20 см друг от друга, взаимодействуют с некоторой силой. На каком расстоянии нужно поместить заряды в масле(e=5), чтобы получить ту же силу взаимодействия? (8,9 см)

1.8. Два одинаковых проводящих шарика малых размеров расположены в воздухе на расстоянии 60 см друг от друга. Их заряды равны 4×10^–7 Кл и 0,8×10^–7 Кл. Шарики приводят в соприкосновение, а затем удаляют на прежнее расстояние. Определить силу их взаимодействия до и после соприкосновения. (0,8 мН, 1,4 мН)

1.9. Два положительных точечных заряда q и 4q закреплены на расстоянии 60 см друг от друга. Определить, в какой точке на прямой, проходящей через заряды, следует поместить третий заряд q₁ так, чтобы он находился в равновесии. (20 см от заряда q).

1.10. Два точечных заряда q=1,1 нКл каждый находятся на расстоянии 17 см. С какой силой и в каком направлении они действуют на единичный положительный заряд, находящийся на таком же расстоянии от каждого из них? (6,27.10^-7 Н)

1.11. Три одинаковых положительных заряда по 1 нКл расположены по вершинам равностороннего треугольника. Какой отрицательный заряд нужно поместить в центре треугольника, чтобы сила притяжения с его стороны уравновесила силы взаимного отталкивания зарядов, находящихся в вершинах? (

1.12. В вершинах правильного шестиугольника со стороной а помещены друг за другом заряды +q, +q, +q, –q, –q, –q. Найти силу, действующую на заряд +q, который помещен в центр шестиугольника.

1.13. Два одинаково заряженных шарика, имеющие массу 0,5 г каждый и подвешенные на нитях длиной 1 м, разошлись на 4 см друг от друга. Найти заряд каждого шарика. (1,1.10^-7Кл)

1.14. Два шарика одинаковых радиуса и массы подвешены на нитях одинаковой длины так, что их поверхности соприкасаются. После сообщения шарикам заряда q_o=0,4 мкКл они оттолкнулись друг от друга и разошлись на угол 2a=60^о. Найти массу каждого шарика, если расстояние от центра шарика до точки подвеса 20 см. (15,6 г)

Электрическое поле.

2.1. Какова напряженность электрического поля на расстоянии 1 м от точечного заряда 0,1 нКл? Какая сила действует в этой точке на тело, обладающее заря­дом –10 нКл? (0,9 В/м)

2.2. Два точечных заряда 4 нКл и -2 нКл расположены на расстоянии 60 см. Найти напряженность электрического поля в точке, лежащей посередине между зарядами. Чему будет равна напряженность, если второй заряд заменить на положительный той же величины? 0,6 кВ/м; 0,2 кВ/м.

2.3. Два точечных заряда 2q и –q находятся на расстоянии d друг от друга. Найти положение точки на прямой, проходящей через эти заряды, напряженность поля в которой равна нулю. (За отрицательным зарядом на расстоянии ( ).

2.4. Два точечных заряда 7,5 нКл и -14,7 нКл расположены на расстоянии 5 см. Найти напряженность электрического поля в точке, находящейся на расстояниях 3 см от положительного и 4 см от отрицательного заряда. (112 кВ/м.)

2.5. Одинаковые по модулю, но разные по знаку заря­ды 18 нКл расположены в двух вершинах равностороннего треугольника. Сторона треугольника 2 м. Определите на­пряженность поля в третьей вершине треугольника. (70,5 В/м)

2.6. В вершинах правильного шестиугольника расположены три положительных и три отрицательных заряда. Найти напряженность электрического поля в центре шестиугольника при различных комбинациях в расположении этих зарядов. Каждый заряд 1,5 нКл; сторона шестиугольника 3 см. (а) Е=0, б) 60 кВ/м, в) 30 кВ/м.)

2.7. Какой угол с вертикалью составляет нить, на которой висит заряженный шарик массой 10 г, помещенный в горизонтальное однородное электрическое поле напряженностью 20 кВ/м? Заряд шарика 2,5 мкКл.( 27°)

2.8. Электрическое поле создано двумя бесконечными плоскостями, заряженными равномерно одноименными зарядами с поверхностными плотностями s₁=2 нКл/м² и s₂=4 нКл/м². Определить напряженность электростатического поля: 1) между плоскостями; 2) за пределами плоскостей. (1) 113 В/м; 2) 339 В/м.)

2.9. Найти силу, действующую на заряд 11,1 мкКл, если заряд помещен: а) на расстоянии 2 см от заряженной нити с линейной плотностью заряда t=0,2 мкКл/м; б) в поле заряженной плоскости с поверхностной плотностью заряда s=20 мкКл/м²; в) на расстоянии r=2 см от поверхности заряженного шара с радиусом R=2 см и поверхностной плотностью заряда s=20 мкКл/м². Диэлектрическая проницаемость среды e=6. (а) 20 мкН, б) 126 мкН, в) 62,8 мкН.)

2.10. Две длинные одноименно заряженные нити расположены на расстоянии 10 см друг от друга. Линейная плотность заряда на нитях t₁=t₂=10мкКл/м. Найти модуль и направление напряженности результирующего электрического поля в точке, находящейся на расстоянии 10 см от каждой нити.

2.11. Какую работу совершает поле при перемещении заряда 20 нКл из точки с потенциалом 700 В в точку с потенциалом 400 В? из точки с потенциалом 100 В в точку с потенциалом 400В?

2.12. Два шарика с зарядами q₁=6,66 нКл и q₂=13,33 нКл находятся на расстоянии r₁= 40 см. Какую работу надо совершить, чтобы сблизить их до расстояния r₂= 25 см? (1,2 мкДж)

2.13. В однородном электрическом поле напряженностью 1 кВ/м переместили заряд –25 нКл в направлении сило­вой линии на 2 см. Найдите работу поля, изменение потен­циальной энергии взаимодействия заряда и поля и напря­жение между начальной и конечной точками перемещения. (–5.10^–7Дж, 5.10^–7Дж, 20 В)

2.14. Металлический шар радиусом 5 см несет заряд q=10 нКл. Определить потенциал электростатического поля: 1) на поверхности шара; 2) на расстоянии а=2 см от его поверхности. (j₁=1,8 кВ; j₂=1,29 кВ.)

2.15. Какую скорость приобретает электрон, пролетевший ускоряющую разность потенциалов 10⁴ В? (60 Мм/с)

2.16. Электрон летит от одной пластины конденсатора до другой. Разность потенциалов между пластинами U=3кВ; расстояние между пластинами d=5 мм. Найти силу, действующую на электрон, ускорение электрона, скорость, с которой электрон приходит ко второй пластине, и поверхностную плотность заряда на пластинах. (9,6.10^-14Н; 1,05.10¹⁷м/с²; 3,24 м/с; 5,3 мкКл/м²).