Физика ИжГТУ 9 разделов

в начало

Разделы:

  Физика. Электричество. Электростатика. Сила Кулона. Напряженность

1. Два маленьких одинаковых по размеру шарика, находясь на расстоянии R = 0,2 м, притягиваются с силой F1 = 4·10-3Н. После того как шарики были приведены в соприкосновение и затем вновь разведены на прежнее расстояние, они стали отталкиваться с силой F2 = 2,25·10-3 Н. Определить первоначальные заряды шариков ql и q2.

 2. Два одинаковых шарика, массой m = 0,09 г каждый, заряжены одинаковыми зарядами, соединены нитью и подвешены к потолку (см. рис.). Какой заряд должен иметь каждый шарик, чтобы натяжение нитей было одинаковым? Расстояние между центрами шариков R = 0,3 м. Чему равно натяжение каждой нити?

3. С какой силой будут взаимодействовать протоны и электроны, содержащиеся в медном шарике объемом V = 1 см3, если их развести на расстояние R = 1 м? Число электронов в атоме меди Z = 29.

4. Шарик массой m = 4 г, несущий заряд q1 = 278 нКл, подвешен на нити. При приближении к нему заряда q2 противоположного знака (см. рис.) нить отклонилась на угол α = 45° от вертикального направления. Найти модуль заряда q2, если расстояние r = 6 см.

5. Два одинаковых небольших шарика, массой m = 0,1 г каждый, подвешены в одной точке на одинаковых нитях длиной l = 25 см. Шарикам сообщили одинаковые заряды, после чего они разошлись на расстояние х = 5 см. Определить модуль заряда, сообщенного каждому шарику.

6. На шелковых нитях, образующих угол α = 60°, подвешен заряженный шарик массой m = 10-3 кг. Снизу к нему подносят другой такой же шарик с таким же зарядом (см. рис.), в результате чего натяжение нити уменьшается в n = 2 раза. Расстояние между центрами шариков r = 1 см. Определить заряд каждого шарика и натяжение нити в этом случае.

7. Два точечных заряда q и 4д находятся на расстоянии I друг от друга. Какой заряд нужно поместить и на каком расстоянии от первого заряда, чтобы вся система находилась в равновесии? Будет ли равновесие устойчивым?

8. Шарик массой m и зарядом q, подвешенный на непроводящей нити длиной l, вращается вокруг вертикальной оси так, что нить образует с вертикалью угол α (см. рис.). Определить период обращения шарика и силу натяжения нити, если неподвижный точечный заряд q находится в точке подвеса нити.

9. Три точечных заряда q1 = 0,9·10-6 Кл, q2 = 0,5·10-7 Кл и q3 = 0,3·10-6 Кл расположены последовательно вдоль одной прямой и связаны двумя нитями, длиной l = 0,1 м каждая. Найти натяжение нитей, если заряд q2 находится посередине.

10. Шарик массой m и зарядом q, подвешенный на непроводящей нити длиной l, вращается вокруг вертикальной оси так, что нить образует с вертикалью угол а (см. рис.). Определить период обращения шарика и силу натяжения нити, если неподвижный точечный заряд q находится в центре окружности, описываемой шариком.

11. В центре квадрата, в вершинах которого находится по заряду q, помещен отрицательный заряд. Какова величина этого заряда, если система находится в равновесии? Будет ли равновесие устойчивое?

12. Шарик массой m и зарядом q, подвешенный нанепроводящей нити длиной l, вращается вокруг вертикальной оси так, что нить образует с вертикалью угол а (см. рис.). Определить период обращения шарика и силу натяжения нити, если неподвижный точечный заряд q находится на оси вращения, на расстоянии l от шарика внизу.

13. Электрон двигавшийся со скоростью 5·106 м/с, влетает в параллельное его движению электрическое поле напряженностью 1·103 В/м. Какое расстояние пройдет электрон до полной остановки и за какое время?

14. Поле образовано двумя равными одноименными точечными зарядами, расположенными на некотором расстоянии друг от друга. Какова напряженность поля в точке, лежащей посередине между зарядами? Какой будет напряженность в этой же точке, если заряды будут разноименными?

15. Напряженность электрического поля, созданного зарядом ql, в точках А и В (см. рис.) соответственно ЕА = 0,2 кВ/м и ЕВ = 0,1 кВ/м. Определить напряженность поля в точке С.

16. Протон и α – частица, двигаясь с одинаковой скоростью, влетают в плоский конденсатор параллельно пластинам. Во сколько раз отклонение протона полем конденсатора будет больше отклонения α – частицы.

17. Расстояние между одноименными зарядами q и nq (n = 9) равно l = 8 см. На каком расстоянии от первого заряда находится точка, в которой напряженность поля равна нулю?

18. Электрическое поле создано двумя одинаковыми зарядами, находящимися на некотором расстоянии друг от друга. На таком же расстоянии от одного из них по прямой линии, проходящей через оба заряда, напряженность электрического поля Е  = 0,25 В/м. Определить напряженность электрического поля в точках пространства, находящихся на одинаковых расстояниях от зарядов, равных расстоянию между зарядами.

19. В двух противоположных вершинах квадрата со стороной а = 30 см находятся заряды по q = 2·10-7 Кл каждый (см. рис.). Найти величину напряженности поля в двух других вершинах квадрата.

20. Электрон влетает в однородное электрическое поле со скоростью V = 105 м/с. Вектор скорости направлен в сторону, противоположную направлению силовых линий. Область поля протяженностью l = 1,1 м он пролетает за время t = 10-6 с. Определить напряженность поля.

21. В пространство, где одновременно действуют горизонтальное и вертикальное однородные электрические поля напряженностью E1 = 4·102 В/м и Е2 = 3·102 В/м соответственно, вдоль направления силовой линии результирующего поля влетает электрон, скорость которого на пути s = 2,7 мм изменяется в n = 2 раза. Определить скорость электрона в конце пути.

22. Частица массой m = 10-12кг и зарядом q = -2·10-11 Кл влетает в однородное электрическое поле напряженностью Е = 40 В/м под углом φ = 120° к его силовым линиям со скоростью V0 = 220 м/с (см. рис.). Через какой промежуток времени частица сместится вдоль силовой линии на расстояние Δh = 3 м? Чему равна скорость частицы в этот момент времени?

23. Электрон движется в направлении силовой линии однородного электрического поля, напряженность которого Е = 100 В/м. Какое расстояние пролетит он до полной остановки, если начальная скорость электрона V = 106 м/с? Сколько времени он будет двигаться до полной остановки?

24. В плоский конденсатор длиной l = 5 см влетает электрон под углом α = 15° к пластинам. Энергия электрона W = 1500 эВ. Расстояние между пластинами d = 1 см. Определить напряжение U на конденсаторе, при котором электрон при выходе из пластин будет двигаться параллельно им.

25. На какой угол α отклонится бузиновый шарик массой m = 0,4 г, подвешенный на шелковой нити, если его поместить в однородное горизонтальное поле напряженностью Е = 105 В/м (см. рис.)? Заряд шарика q = 4,9·10-9 Кл.

26. Заряженный шарик, подвешенный на шелковой нити, находится во внешнем однородном электрическом поле, силовые линии которого горизонтальны. При этом нить образует угол α = 30° с вертикалью. На сколько изменится угол отклонения нити при стекании с шарика η = 10% начального заряда?

27. Электрон влетает в плоский горизонтальный конденсатор параллельно его пластинам со скоростью V = 107 м/с. Напряженность поля в конденсаторе E = 100 В/см, длина конденсатора l = 5 см. Найти величину и направление скорости электрона перед вылетом его из конденсатора.

28. Электрон влетает со скоростью V0 в пространство между пластинами плоского конденсатора под углом α к плоскости пластин через отверстие в нижней пластине (см. рис.). Расстояние между пластинами d, разность потенциалов U. Какую кривую опишет электрон при своем движении? На сколько приблизится он к верхней пластине? Силой тяжести пренебречь.

29. Два заряда q1 = 2·10-8 Кл и q2 = 1,6·10-7 Кл помещены на расстоянии R = 5 см друг от друга. Определить напряженность поля в точке, удаленной от первого заряда на а = 3 см и от второго на b = 4 см.

30. Найти напряженность электрического поля в точке, находящейся посередине между точечными зарядами q1 = 8 нКл и q2 = -6 нКл. Расстояние между зарядами r = 10 см. В какой точке прямой, проходящей через оба заряда, напряженность электрического поля равна нулю?
 

Автор страницы: admin