Фізика 11 клас (Остапенко Т.М.)

 Гельфгат, Ненашев. Задачі з фізики №№ 8.1-8.43

СЕРЕДНІЙ РІВЕНЬ

8.1. Потенціальна енергія заряду 1 нКл у точці електричного поля дорівнює 5 мкДж. Чому дорівнює потенціал поля в цій точці?

8.2. У точці поля з потенціалом 300 В заряджене тіло має потенціальну енергію -0,6 мкДж. Який заряд тіла?

8.3. Яку роботу виконує поле при переміщенні заряду 2 нКл із точки з потенціалом 200 В у точку з потенціалом 50 В?

8.4. Яву роботу виконує поле при переміщенні заряду 4 нКл із точки з потенціалом 20 В у точку з потенціалом 220 В?

8.5. При переносі з точки А в точку В заряду 5 нКл електричне поле ви­конало роботу 10 мкДж Яка різниця потенціалів між точками А і В?

8.6. При переносі з точки А в точку В заряду 4 мкКл виконується ро­бота 40 мДж проти кулонівських сил. Яка різниця потенціалів міжточками іВ?

8.7. Заряд -20 нКл перемістили в однорідному електричному полі з напруженістю 10 кВ/м на 5 см у напрямі силової лінії. Яку роботувиконало поле? На скільки змінилася потенціальна енергія заряду?

8.8. В однорідному електричному полі дві точки лежать на одній силовій лінії. Відстань між точками дорівнює 10 см. Яка напруга між ними, якщо напруженість поля 150 кВ/м?

8.9. Для виміру енергії мікрочастинок застосовують позасистемну одиницю -- електрон-вольт (еВ). Таку енергію отримує електрон, пройшовши різницю потенціалів 1 В. При якій швидкості елект­рона його кінетична енергія дорівнює 1 еВ? 1 кеВ?

8.10.Яку кінетичну енергію отримав електрон, пройшовши прискорюючи різницю потенціалів 2 кВ? Виразіть відповідь у електрон-вольтах і джоулях.\

8.11.Заряджений прямокутний лист фольги згорнули в циліндр. Як змінилася поверхнева густина заряду?

8.12. Точковий заряд 2 нКл знаходиться в гасі. Яка напруженість поля цього заряду на відстані 1 см від нього?

8.13. На якій відстані від заряду 10 нКл у машинному маслі напруже­ність поля дорівнює 10 кВ/м?

8.14. Дві маленькі кульки з однаковими зарядами. Що знаходяться у воді на відстані 10 см одна від одної, відштовхуються з силою 4 мкН. Знайдіть заряд кожної з кульок.

ДОСТАТНІЙ РІВЕНЬ

8.15.Як можна змінити потенціал провідної кулі, не торкаючись їїта не змінюючи її заряду?

8.16.Порівняйте потенціал і напруженість електричного поля в точках А і Б, С і D (див. рисунок).

8.17. На рисунку зображено еквіпотенціальні поверхні електричного поля. Нарисуйте силові лінії цього поля. Розгляньте два випадки: а) ?₁ > ?₂ > ?₃; б) ?₁ < ?₂ < ?₃.

8.18.0 В електричному полі додатного точкового заряду з точки А по черзі переміщають заряд у точки В, С і D. В якому випадку кулонівська сила виконує найбільшу роботу?

8.19. Порошинка масою 2,5 мг висить, не рухаючись, в однорідному вертикальному електричному полі з напруженістю 100 кВ/м.Порошинка втрачає 100 електронів. Яку швидкість вона матиме, пройшовши 2 см?

8.20. Швидкість електрона зменшилася від 10000 км/с до нуля. Яку різницю потенціалів пройшов електрон?

8.21. При русі в електричному полі швидкість електрона збільшилася з 1000 км/с до 5 000 км/с. Яку різницю потенціалів пройшов цейелектрон?

8.22. У кінескопах кольорових телевізорів електрони проходять прискорюючу різницю потенціалів 35 кВ. З якою швидкістю електрони підлітають до екрана кінескопа?

8.23. Дві однакові заряджені металеві кулі знаходяться на невеликій відстані одна від одної. В якому із зазначених нижче випадків модуль кулонівської сили взаємодії між ними більший: а) заряди обох куль +q; б) заряди куль +q і -q?

8.24.На рис. а, б, в показано картини силових ліній трьох електричних полів. Як буде поводитися незаряджена кулька, поміщена в кожне з цих полів? Чи має значення, із провідника чи діелектрика виготовлено кульку?

8.25.Чому незаряджені легкі шматочки паперу притягаються до заряджених тіл незалежно від знака їхнього заряду?

8.26.Чи можуть притягатися однойменно заряджені тіла?

8.27.Чи можна створити електростатичне поле, лінії напруженості якого мають вигляд, показаний на рисунку?

8.28.Нарисуйте силові лінії однорідного електричного поля, в яке внесли діелектричну пластинку, перпендикулярну до силових ліній.

8.29.В однорідне електричне поле внесли металеву кулю. Покажіть приблизний вигляд силових ліній поля поблизу кулі.

8.30.Електричне поле утворюється додатним точковим зарядом. Збільшаться чи зменшаться напруженість і потенціал поля в точці А (див. рисунок), якщо праворуч від неї помістити незаряджену провідну кулю? Чи зміниться відповідь, якщо куля виготовлена з діелектрика?

8.31.Знайдіть відстань між двома точковими зарядами, що розташовані в машинному маслі, якщо сила взаємодії між ними така сама, як у вакуумі на відстані 40 см.

ВИСОКИЙ РІВЕНЬ

8.32. В однорідне електричне поле з напруженістю 2 МВ/м влітає протон зі швидкістю 20 Мм/с під кутом 120° до напряму силових ліній. Через який час швидкість протона буде перпендикулярною до силових ліній? Яке переміщення протона за цей час?

8.33. Чому дорівнює потенціал ф поля точкового заряду Q = 20 нКл на відстані г = 5 см від заряду?

8.34. Металевій кулі радіусом 2 см передано заряд 40 нКл. Який потенціал поверхні кулі? Центра кулі?

8.35.Порівняйте потенціали двох віддалених металевих куль різного діаметра, що мають однакові додатні заряди.

8.36. Різниця потенціалів двох точок, віддалених від центра зарядженої металевої сфери на 20 см і ЗО см, дорівнює 2 В. Радіус сфери 10 см. Який заряд сфери? Яка різниця потенціалів між сферою та її центром?

8.37. Чотири заряди по 40 нКл розташовано у вершинах квадрата зі стороною 4 см. Який потенціал поля в центрі квадрата?

8.38. Які однакові заряди треба розмістити у вершинах рівностороннього трикутника зі стороною 10 см, щоб потенціал поля в центрітрикутника дорівнював -100 В?

8.39. Які напруженість і потенціал поля в центрі рівномірно зарядженого дротового кільця? Заряд кільця Q, радіус R.

8.40. Двом металевим кулям з радіусами R₁ = 5 см іR₂= 15 см надали заряди q₁ =12 нКл q₂ =-40 нКл. Кулі з'єднують тонким дротом. Який заряд q пройде по дроту? Відстань між кулями набагато більша, ніж їхні радіуси.

8.41. Дві однакові металеві порошинки масою 1 мкг знаходяться на відстані 1 см одна від одної. Кожній із порошинок надають заряд 0,1 нКл. Яку максимальну швидкість можуть набути порошинки?

8.42. Дві невеликі кульки з однаковими зарядами 40 нКл наділи на вертикальну діелектричну спицю. Нижню кульку закріплено, а верхня може без тертя ковзати по спиці. її утримують над нижньою кулькою на відстані 8 см. На яку мінімальну відстань наблизиться верхня кулька до нижньої, якщо її відпустити? Маса верхньої кульки 2 г.

8.43.Дві однакові заряджені пульки, підвішені в одній точці на нитках рівної довжини, розійшлись у повітрі на деякий кут. Якою має бути густина р кульок, щоб при зануренні їх у машинне масло цей кут не змінився?