Решу егэ напряженность электрического поля - Exhelper.top

Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

Какова разность потенциалов между точками поля, если при перемещении заряда 12 мкКл из одной точки в другую электростатическое поле совершает работу 0,36 мДж? (Ответ дать в вольтах.)

Модуль напряженности однородного электрического поля равен 100 В/м. Каков модуль разности потенциалов между двумя точками, расположенными на одной силовой линии поля на расстоянии 5 см? (Ответ дать в вольтах.)

В электрическую цепь включена медная проволока длиной При напряженности электрического поля 50В/м сила тока в проводнике равна 2 А. Какое приложено напряжение к концам проволоки? (Ответ дать в вольтах.)

Шар радиусом 10 см равномерно заряжен электрическим зарядом. В таблице представлены результаты измерений модуля напряжённости E электрического поля от расстояния r до поверхности этого шара. Чему равен модуль заряда шара? (Ответ дать в нКл.) Коэффициент k принять равным 9·10⁹ Н·м²/Кл².

r, см	10	20	30	40	50
E, В/м	900	400	225	144	100

Шар радиусом 20 см равномерно заряжен электрическим зарядом. В таблице представлены результаты измерений модуля напряжённости E электрического поля от расстояния r до поверхности этого шара. Чему равен модуль заряда шара? (Ответ дать в нКл.) Коэффициент k принять равным 9·10⁹ Н·м²/Кл².

r, см	20	40	60	80	100
E, В/м	225	100	56,25	36	25

Пройти тестирование по этим заданиям

Источник

Всего: 65 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–65

Добавить в вариант

В вершинах квадрата закреплены положительные точечные заряды – так, как показано на рисунке.

Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости электрического поля в центре O квадрата? Ответ запишите словом (словами).

Две одинаковые круглые пластины расположены параллельно друг другу так, что центры пластин O₁ и O₂ находятся на одной горизонтальной прямой. Пластины заряжены одинаковыми по модулю, но противоположными по знаку электрическими зарядами, которые равномерно распределены по пластинам. Точка A лежит в вертикальной плоскости, проходящей через центры пластин, причём AO₁  =  AO₂ (см. рис.). Куда направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости электростатического поля, создаваемого пластинами в точке A? Ответ запишите словом (словами).

На расстоянии 2a друг от друга закреплены два точечных электрических заряда +q и так, как показано на рисунке. Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости электрического поля, создаваемого этими зарядами в точке A? Ответ запишите словом (словами).

Четыре точечных заряда закреплены на плоскости так, как показано на рисунке. Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости электро-статического поля в точке О? Ответ запишите словом (словами).

Непроводящее кольцо равномерно заряжено по длине положительным электрическим зарядом. Из кольца вырезали очень маленький кусочек так, как показано на рисунке.

Куда направлен относительно рисунка (влево, вправо, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости электростатического поля в центре O кольца? Ответ запишите словом (словами).

Проволочный каркас, изогнутый в виде буквы П, заряжен равномерно по длине положительным зарядом. Определите, как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости электростатического поля, создаваемого этим заряженным каркасом в точке A. Ответ запишите словом (словами).

На рисунке представлено расположение двух неподвижных точечных электрических зарядов: и +2q. Как направлен (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости суммарного электрического поля этих зарядов в точке А? Ответ запишите словом (словами).

Источник: ЕГЭ по физике 13.07.2020. Основная волна

В проводящий шар с полостью помещен отрицательный заряд, как показано на рисунке. Нарисуйте линии напряженности внутри полости, внутри шара, снаружи шара. Если напряженность отсутствует, напишите, что E  =  0. На каждом участке отметьте не менее 8 линий напряженности.

Источник: ЕГЭ по физике 24.07.2020. Резервная волна. Вариант 1 (Часть С)

r, см	20	40	60	80	100
E, В/м	225	100	56,25	36	25

На рисунке представлено расположение двух неподвижных отрицательных точечных электрических зарядов: –q и –q. Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости суммарного электрического поля этих зарядов в точке А? Ответ запишите словом (словами).

Источник: ЕГЭ по физике 2021. Досрочная волна. Вариант 1

Положительный электрический заряд равномерно распределён по очень длинной непроводящей нити BC. Точка A находится напротив одного из концов этой нити, так, что отрезки AB и BC перпендикулярны. Куда направлен вектор напряжённости электростатического поля, создаваемого в точке A заряженной нитью? В качестве ответа запишите номер стрелки (целое число от 1 до 6).

Отрицательный электрический заряд равномерно распределён по очень длинной непроводящей нити BC. Точка A находится напротив одного из концов этой нити, так, что отрезки AB и BC перпендикулярны. Куда направлен вектор напряжённости электростатического поля, создаваемого в точке A заряженной нитью? В качестве ответа запишите номер стрелки (целое число от 1 до 6).

Два одинаковых по модулю точечных заряда находятся на оси OX. В точке с координатой x₀  =  0 м расположен отрицательный заряд; а в точке с координатой x₁  =  a  =  0,5 м  — положительный заряд. В точке с координатой x₂  =  3a проекция на ось OX вектора напряжённости электростатического поля, созданного этими зарядами, равна 40 В/м. Определите модуль каждого из этих зарядов. Ответ дайте в нКл.

На неподвижном проводящем уединённом шарике радиусом R находится заряд Q. Точка О  — центр шарика, , Модуль напряжённости электростатического поля заряда Q в точке С равен E_с. Чему равен модуль напряжённости электростатического поля заряда Q в точке A и точке B.

Установите соответствие между физическими величинами и их значениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

А)  Модуль напряжённости электростатического поля шарика в точке А

Б)  Модуль напряжённости электростатического поля шарика в точке В

Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Дальний Восток. Вариант 2.

Два точечных отрицательных заряда: q₁  =  −20 нКл и q₂  =  −40 нКл находятся в вакууме на расстоянии L  =  1,5 м друг от друга. Определите величину напряжённости электрического поля этих зарядов в точке А, расположенной на прямой, соединяющей заряды, на одинаковом расстоянии от обоих зарядов. Ответ приведите в вольтах на метр.

Источник: ЕГЭ по физике 05.05.2014. Досрочная волна. Вариант 2., ЕГЭ по физике 05.05.2014. Досрочная волна. Вариант 3.

В однородном магнитном поле движется с постоянной скоростью прямой проводник так, что вектор скорости vecV перпендикулярен проводнику. Вектор индукции магнитного поля vecB также перпендикулярен проводнику и составляет с вектором vecV угол α = 30°. Затем этот же проводник начинают двигать с той же скоростью, в том же самом магнитном поле, но так, что угол α увеличивается в 2 раза. Как в результате этого изменятся следующие физические величины: модуль ЭДС индукции, возникающей в проводнике; модуль напряжённости электрического поля внутри проводника?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1)  увеличится;

2)  уменьшится;

3)  не изменится.

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем таблице:

Модуль ЭДС индукции,

возникающей в проводнике

Модуль напряжённости

электрического поля внутри

проводника

Два точечных заряда +q и –q расположены на одной прямой на расстоянии 3r друг от друга. На расстоянии 2r от положительного заряда и r от отрицательного заряда на этой же прямой располагают третий заряд +2q (см. рис.).

Определите, как изменятся модуль напряжённости электрического поля в точке А и потенциал точки А. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1)  увеличится;

2)  уменьшится;

3)  не изменится.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Модуль напряжённости

электрического поля в точке А

Потенциал точки А

На неподвижном проводящем уединённом конусе высотой Н и радиусом основания находится заряд Q. Точка О  — центр основания конуса, OB = R, угол АОС прямой, отрезки ОА и ОС лежат в плоскости основания конуса. Модуль напряжённости электростатического поля заряда Q в точке С равен E_с. Чему равен модуль напряжённости электростатического поля заряда Q в точке А и точке В?

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

А)  Модуль напряжённости электростатического поля конуса в точке А

Б)  Модуль напряжённости электростатического поля конуса в точке В

Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Дальний Восток. Вариант 1.

Всего: 65 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–65

Источник

в условии
в решении
в тексте к заданию
в атрибутах

Категория:

Атрибут:

Всего: 338 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 | 81–100 | 101–120 …

Добавить в вариант

Источник: ЕГЭ по физике 2021. Досрочная волна. Вариант 1

На уединённой неподвижной проводящей сфере радиусом R находится положительный заряд Q. Сфера находится в вакууме. Напряжённость электростатического поля сферы в точке A равна 36 В/м. Все расстояния указаны на рисунке. Выберите все верные утверждения, описывающих данную ситуацию.

1)  Потенциал электростатического поля в точке A выше, чем в точке F:

2)  Потенциал электростатического поля в точках B и D одинаков:

3)  Потенциал электростатического поля в точках A и B одинаков:

4)  Напряжённость электростатического поля в точке C E_C = 9 В/м.

5)  Напряжённость электростатического поля в точке B E_B = 0.

Источник: ЕГЭ по физике 2020. Досрочная волна. Вариант 1

1)  Потенциал электростатического поля в точке C выше, чем в точке D:

2)  Напряжённость электростатического поля в точке C E_C = 36 В/м.

3)  Напряжённость электростатического поля в точке B E_B = 576 В/м.

4)  Потенциал электростатического поля в точках B и C одинаков:

5)  Потенциал электростатического поля в точках F и D одинаков:

Источник: ЕГЭ по физике 2020. Досрочная волна. Вариант 2

Два одинаковых по модулю точечных заряда находятся на оси OX. В точке с координатой x₀  =  0 м расположен отрицательный заряд; а в точке с координатой x₁  =  a  =  0,15 м  — положительный заряд. В точке с координатой x₂  =  3a проекция на ось OX вектора напряжённости электростатического поля, созданного этими зарядами, равна 200 В/м. Определите модуль каждого из этих зарядов. Ответ дайте в нанокулонах.

Аналоги к заданию № 24967: 25000 Все

Точечный положительный заряд находится в точке A на плоскости XOY и имеет координаты (0; 0). Определите, какими должны быть координаты другого такого же заряда для того, чтобы в точке B, координаты которой равны (3; 4), вектор напряжённости электростатического поля, созданного этими двумя зарядами, был направлен параллельно оси OX. Ответ запишите без скобок в виде двух цифр, разделённых запятой (без пробела).

На рисунке изображён вектор напряжённости электрического поля в точке С, которое создано двумя точечными зарядами: q_A и q_B.

Каков заряд q_B, если заряд q_A равен +2 нКл? Ответ укажите со знаком. Ответ дайте в нКл.

Аналоги к заданию № 1922: 20035 Все

Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ—2021 по физике

В опыте по проверке закона Кулона используются крутильные весы, в которых друг к другу притягиваются два маленьких разноимённо заряженных шарика. После установления равновесия коромысла весов заряд положительно заряженного шарика уменьшили и снова дождались установления равновесия коромысла. Никаких других изменений в экспериментальной установке не проводили. Определите, как изменятся в состоянии равновесия расстояние между шариками и модуль напряжённости электростатического поля вблизи поверхности положительно заряженного шарика. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1)  увеличивается

2)  уменьшается

3)  не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Расстояние между

шариками

Модуль напряжённости электростатического

поля вблизи поверхности положительно заряженного шарика

Источник: ЕГЭ по физике 24.07.2020. Резервная волна. Вариант 1 (Часть С)

Заряженный железный шарик радиусом r опущен в сосуд с маслом плотностью   =  900 кг/м³. В масле создали однородное вертикальное электрическое поле напряжённостью Е₁  =  30 кВ/см, в результате чего шарик оказался в равновесии, будучи взвешенным в масле. Поле какой напряжённостью Е₂ надо создать в масле в данном сосуде, чтобы шарик того же размера и с таким же зарядом, но изготовленный из алюминия, тоже оказался в равновесии?

Заряженный железный шарик радиусом r опущен в сосуд с маслом плотностью   =  900 кг/м³. В масле создали однородное вертикальное электрическое поле напряжённостью Е₁  =  30 кВ/см, в результате чего шарик оказался в равновесии, будучи взвешенным в масле. Поле какой напряжённостью Е₂ надо создать в масле в данном сосуде, чтобы шарик того же размера и с таким же зарядом, но изготовленный из латуни плотностью   =  8500 кг/м³, тоже оказался в равновесии?

Точечный положительный заряд находится в точке A на плоскости XOY и имеет координаты (0; 0). Определите, какими должны быть координаты другого такого же заряда для того, чтобы в точке B, координаты которой равны (3; 4), вектор напряжённости электростатического поля, созданного этими двумя зарядами, был направлен параллельно оси OY. Ответ запишите без скобок в виде двух цифр, разделённых запятой (без пробела).

Две маленькие закреплённые бусинки, расположенные в точка А и С, несут на себе заряды +q > 0 и −2q соответственно (см. рис.).

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно этой ситуации.

1)  Если бусинки соединить железной проволокой, они будут притягивать друг друга.

2)  На бусинку С со стороны бусинки А действует сила Кулона, направленная горизонтально вправо.

3)  Модули сил Кулона, действующих на бусинки А и С, одинаковы.

4)  Если бусинки соединить незаряженной пластмассовой палочкой, их заряды не изменятся.

5)  Напряжённость результирующего электростатического поля в точке В направлена горизонтально влево.

На пластинах плоского воздушного конденсатора находятся электрические заряды +q и −q. Площадь каждой пластины S, расстояние между ними d. Конденсатор отключён от источника. Как изменятся следующие физические величины: модуль напряжённости поля в конденсаторе, ёмкость конденсатора, если увеличить расстояние между пластинами?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1)  увеличится

2)  уменьшится

3)  не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Модуль напряжённости поля

в конденсаторе

Ёмкость конденсатора

Для оценки заряда, накопленного воздушным конденсатором, можно использовать устройство, изображенное на рисунке: легкий шарик из оловянной фольги подвешен на изолирующей нити между двумя пластинами конденсатора, при этом одна из пластин заземлена, а другая заряжена положительно. Когда устройство собрано, а конденсатор заряжен (и отсоединен от источника), шарик приходит в колебательное движение, касаясь поочередно обеих пластин.

Выберите все верные утверждения, соответствующие колебательному движению шарика после первого касания пластины.

1)  По мере колебаний шарика напряжение между пластинами уменьшается.

2)  По мере колебаний шарика электроемкость конденсатора увеличивается.

3)  При движении шарика к заземленной пластине он заряжен положительно, а при движении к положительно заряженной пластине  — отрицательно.

4)  При движении шарика к положительно заряженной пластине его заряд равен нулю, а при движении к заземленной пластине  — положителен.

5)  При движении шарика к заземленной пластине он заряжен отрицательно, а при движении к положительно заряженной пластине  — положительно.

Пластины плоского воздушного конденсатора площадью S несут заряды +q и -q . Расстояние между пластинами d. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

А)  Напряженность поля между пластинами конденсатора

Б)  Энергия, запасенная в конденсаторе

Источник: Яндекс: Тренировочная работа ЕГЭ по физике. Вариант 2.

Плоский воздушный конденсатор ёмкостью 5,9 пФ имеет две металлические пластины, находящиеся на расстоянии 1,5 см друг от друга. Пластины несут заряды 0,25 нКл и –0,25 нКл. Установите соответствие между физическими величинами и их значениями в единицах СИ. К каждой позиции из первого столбца подберите соответствующую позицию из второго.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА

А)  напряжённость поля между пластинами

Б)  энергия, запасённая в конденсаторе

ЗНАЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ

В ЕДИНИЦАХ СИ

1) 3,5 · 10⁴

2) 2,8 · 10³

3) 5,3 · 10^-9

4) 2,4  · 10^-13

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Всего: 338 1–20 | 21–40 | 41–60 | 61–80 | 81–100 | 101–120 …

Источник

Электрическое поле. ЗАДАЧИ с решениями

Формулы, используемые на уроках по теме «Электрическое поле. ЗАДАЧИ» в 10-11 классах при подготовке к ЕГЭ.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача № 1.
Электрон движется без начальной скорости вдоль силовой линии однородного электрического поля напряженностью Е = 2 • 10⁴ Н/Кл. Какой путь S он пролетит прежде, чем его скорость станет v = 100 км/с ? Среда — воздух. Модуль заряда электрона е = 1,6 • 10^–¹⁹ Кл, его масса m_e = 9,1 • 10^–³¹ кг.

Задача № 2.
Пылинка с зарядом q = 1 нКл неподвижно висит в однородном электрическом поле напряженностью Е = 2 • 10⁴ Н/Кл, вектор напряженности которого направлен вверх (рис. 2-9). Найти массу пылинки т. Сколько избыточных электронов N содержит пылинка?

Смотреть решение и ответ

Задача № 3.
Заряженный шар диаметром D находится в равновесии в жидком диэлектрике плотностью р₁ с диэлектрической проницаемостью ε (рис. 2-10). Найти поверхностную плотность зарядов на шаре σ, если плотность вещества шара р₂. Напряженность электрического поля в диэлектрике Е, вектор напряженности направлен вверх.

Смотреть решение и ответ

Задача № 4.
На каком расстоянии г₂ от точечного заряда напряженность электрического поля этого заряда в жидком диэлектрике с диэлектрической проницаемостью ε₂ = 81 (вода) такая же, как на расстоянии r₁ = 9 см от этого заряда в воздухе?

Смотреть решение и ответ

Задача № 5.
Электрон влетает в однородное электрическое поле со скоростью v₀, направленной перпендикулярно вектору напряженности Е (рис. 2-11). Под каким углом φ к линиям вектора напряженности будет направлен вектор его скорости через время t полета в поле? Чему будет равна работа сил поля А за это время? Чему будет равна кинетическая энергия электрона W_к через время t ? Напряженность поля Е. Масса электрона т_е и его заряд е известны.

Задача № 6.
Тонкая металлическая пластинка массой m падает вертикально вниз равноускоренно так, что ее плоскость остается горизонтальной. Падению пластинки противодействует сила сопротивления среды F_соnp. Найти напряженность электрического поля Е, возникающего внутри пластинки вследствие инерции свободных электронов. Масса электрона m_e, его заряд е.

Задача № 7.
К бесконечной, вертикальной, равномерно заряженной плоскости прикреплена одним кондом невесомая нить, на другом конце которой находится одноименно с нитью заряженный шарик радиусом R = 0,5 см, несущий заряд q = 1 • 10^–10 Кл. Плотность вещества шарика р = 2 • 10³ кг/м³. Натяжение нити F_н= 4,9 • 10^–2 Н. Какой угол а образует с плоскостью нить, на которой висит шарик (рис. 2-12)? Среда – воздух. Чему равна поверхностная плотность σ зарядов на плоскости?

Задача № 8.
Сфера радиусом R = 1 см равномерно заряжена. Поверхностная плотность зарядов на сфере σ = 10 нКл/см². Найти напряженность Е₁ электрического поля на расстоянии r₁ = 10 см от центра сферы (рис. 2-13). Построить график зависимости напряженности Е от расстояния r в пределах от r₀ = 0 до r₁ = 10 см. Среда — воздух.

Задача № 9.
Заряды q₁ = 20 нКл и q₂ = 10 нКл расположены на расстоянии r = 10 см друг от друга. Найти напряженность электрического поля Е₁, созданного этими зарядами в точке 1, расположенной на расстоянии r₁ = 4 см от заряда q₁ и напряженность Е₂ в точке 2, расположенной на расстоянии г₂ = 2 см от заряда q₂ (рис. 2-15). Среда — вакуум.

Задача № 10.
Два одноименных точечных заряда q и 4q расположены на расстоянии r друг от друга. На каком расстоянии r₁ от заряда q находится точка М, в которой напряженность поля этих зарядов Е = 0? На каком расстоянии r₂ от заряда q находится такая точка, если эти заряды разноименные?

Задача № 11.
На расстоянии г = 3 см от поверхности шара радиусом R = 2 см находится точечный отрицательный заряд q = –2 нКл. Шар заряжен положительно с поверхностной плотностью зарядов σ = 2 нКл/м². Найти напряженность поля Е, созданного заряженным шаром и точечным зарядом, в точке, расположенной на расстоянии r₁ = 4 см от центра шара, и г₂ = 3 см от заряда q. Среда — воздух.

Задача № 12.
В вершинах равностороннего треугольника со стороной а находятся заряды q, –q и q. Найти напряженность поля Е, созданного этими зарядами в центре треугольника. Среда — воздух.

(с) В учебных целях использованы цитаты из учебного пособия «Новый репетитор по физике для подготовки к ЕГЭ : задачи и методы их решения / И.Л. Касаткина; под ред. Т.В. Шкиль. — Ростов н /Д : Феникс».

Это конспект по теме «Электрическое поле. ЗАДАЧИ с решениями». Выберите дальнейшие действия:

Вернуться к списку конспектов по Физике.
Проверить свои знания по Физике.

Источник

Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

Тип 27 № 27

На окружности радиуса R  =  3,0 см в вершинах квадрата расположены электрические точечные заряды q₁  =  5,0 нКл, q₂  =  q₃  =  2,0 нКл, q₄  =  −2,0 нКл (см. рис.). Модуль напряжённости Е электростатического поля, образованного всеми зарядами в центре окружности (точка О), равен … кВ/м.

Источник: Демонстрационный вариант теста по физике 2016 год.

Тип 11 № 71

На рисунке 1 изображены линии напряженности электростатического поля, созданного точечными зарядами q₁ и q₂. Направление напряженности vecE электростатического поля, созданного системой зарядов q₁ и q₂ в точке A, обозначено на рисунке 2 цифрой:

Источник: Централизованное тестирование по физике, 2016

Тип 27 № 87

Если точечный заряд находящийся в вакууме, помещен в точку A (см.рис.), то потенциал электростатического поля, созданного этим зарядом, в точке B равен … В.

Источник: Централизованное тестирование по физике, 2016

На рисунке изображены линии напряжённости vecЕ и две эквипотенциальные поверхности ab и mn однородного электростатического поля. Для разности потенциалов между точками поля правильное соотношение обозначено цифрой:

Источник: Централизованное тестирование по физике, 2015

Пройти тестирование по этим заданиям

Источник

Задачи на тему «Электростатика» решаются школьниками
традиционно плохо.

Чтобы разобраться в решении таких задач, разделим их на
группы:

Задачи
на электростатическую индукцию
Задачи
на напряженность и потенциал электростатического поля
Задачи
на электростатические силы
Задачи о конденсаторах

Задачи на электростатическую индукцию

Данные задачи
имеют качественный характер. Для их решения необходимо помнить, что в телах
имеются электрически заряженные частицы, в проводниках – подвижные (в металлах
– электроны), в диэлектриках — связанные, взаимодействующие между собой.

При поднесении к телу заряда,
подвижные заряды противоположного знака скапливаются на поверхности тела вблизи
поднесенного заряда, заряды того же знака удаляются как можно
дальше, при возможности стекают на
землю.

При поднесении заряда к
диэлектрику, связанные в нём заряды ориентируются аналогичным образом.

Задача об
электрометрах (базовый уровень)

Решение: Электрометры
заряжены так, что на левом имеется избыток электронов, заряд которых «3
деления», а на правом – недостаток электронов, т.е. положительных заряд «1
деление». Если шары соединить проволокой, электроны рассредоточатся по обоим
электрометрам, стараясь находиться дальше друг от друга. На каждом из
одинаковых электрометров будет одинаковый заряд (3-1)/2 =1 «деление»

Ответ 2.

Задача об электроскопе
и заряженной палочке (базовый уровень)

Решение: Электрометр
заряжен положительно, значит, на нем имеется недостаток электронов. При этом
положительно заряжены его шар, стержень и листочки. Чем больше заряд, тем
больше листочки отходят друг от друга.

Когда к шару электроскопа подносят заряженную палочку, ее
заряды создают электростатическое поле, действующее на заряды электроскопа.
Если его листочки опали, то их положительный заряд стал меньше, значит на
листочках появились дополнительные электроны, ушедшие как можно дальше от шара.
Следовательно, создаваемое палочкой поле отталкивает электроны и палочка
заряжена отрицательно.

Ответ 2.

Задача о теле в
электростатическом поле (базовый уровень)

Решение: Электростатическое поле действует на заряды. Сила,
действующая на положительный заряд, совпадает по направлению с направлением
линии поля. Сила, действующая на
отрицательный заряд, направлена противоположно. Подвижные заряженные частицы внутри
металлического тела будут двигаться под действием этой кулоновской силы:
электроны сместятся направо, слева образуется избыточный положительный заряд.
При разделении тела на две части, они будут заряжены соответственно.

Если в электростатическое поле
помещен диэлектрик (например, стекло), его связанные заряды смогут только
ориентироваться по полю, но при разделении тела на части, они (части) останутся
незаряженными.

Ответ 4.

*** * ***

Задачи
на напряженность и потенциал электростатического поля

Решая такие задачи, нужно помнить, что

Вектор
напряженности – это силовая характеристика поля. Вектор направлен так же, как
сила Кулона, действующая на пробный (малый) положительный заряд, помещенный в
данную точку. Величина вектора напряженности численно равна силе Кулона,
действующей на единичный положительный заряд.
Потенциал
– это энергетическая характеристика поля. Электростатическое поле потенциально,
т.е. энергия заряда в нем определяется только его положением и равна
Работа
по перемещению заряда
Принцип
суперпозиции

Задача о направлении вектора напряженности (базовый уровень)

Решение.

Вектор напряженности направлен так же, как сила Кулона,
действующая на пробный (малый) положительный заряд, помещенный в данную точку.
Изображаем векторы напряженности поля, созданного каждым зарядом в точке А.
Отрицательный заряд ближе, создает поле бОльшей напряженности. Затем, в
соответствии с принципом суперпозиции, складываем вектора. Суммарный вектор
направлен вдоль 2 (изображен фиолетовой стрелкой).

Рассмотренный способ является универсальным. Например, в
точке В вектора напряженности полей направлены вдоль прямых, соединяющих точку
с каждым из зарядов, но непараллельно друг другу.

Задача о величине вектора напряженности (базовый уровень)

Здесь Е1 -вектор напряженности поля, созданный зарядом +2q, Е2-вектор напряженности поля, созданный зарядом -q

Обратная задача о направлении вектора напряженности (повышенный уровень)

Решение. Построим вектора напряженности, создаваемые
отдельными зарядами, так, что изображенный вектор являлся их суммой. Можно
видеть, что при одинаковом расстоянии до
точки С, правый заряд создает вектор напряженности вдвое больший по величине.
Направление вектора указывает на положительный знак этого заряда.
Следовательно, q_B=+2мкКл.

Ответ 2

Задача о потенциале металлического проводника (базовый уровень)

Решение. Металлическое тело является эквипотенциальной
поверхностью. Внутри полого тела напряженность равна нулю, потенциал одинаков и
равен поверхностному вне зависимости от того, заряжено ли тело, есть ли внешнее
поле.

Ответ 1

Задача о работе по перемещению заряда (базовый уровень)

*** * ***

Задачи
на электростатические силы

Задача о силе Кулона в системе зарядов (базовый уровень)

Решение. Сила Кулона действует
вдоль прямой, соединяющей заряды, приложена к данному заряду +2q. Показываем направление
силы от каждого из 4-х окружающих зарядов и находим векторную сумму –
равнодействующую силу F.

Задача о перемещении частицы в электрическом поле (базовый уровень)

Задача об отклонении частицы в плоском конденсаторе (базовый уровень)

Решение: На частицу в поле конденсатора действует сила
Кулона, направленная вверх. Сила тяжести по сравнению с ней пренебрежимо мала.
В горизонтальном направлении силы не действуют. Поэтому электрон участвует в
двух независимых друг от друга движениях: в равномерном движении по горизонтали
и равноускоренном движении по вертикали.

Задача о колебаниях заряженной бусинки (высокий уровень)

Решение. Рассмотрим случайное отклонение бусины на малое расстояние х вправо. При ее смещении появляется равнодействующая электрических сил, направленная влево. Если бы бусина отклонилась влево, то возникшая равнодействующая была бы направлено вправо. Таким образом, при смещении бусины, возникает возвращающая сила, которая и вызывает колебания.

Эта равнодействующая сила по величине равна

В выражении выше нужно честно сложить две дроби, раскрыть
скобки в числителе. Затем нужно упростить дробь, учтя, что х<<l.

Сила пропорциональна смещению, как при колебании пружины. Поэтому, по аналогии можно записать:

Источник

Закон Кулона

Закон сохранения электрического заряда

Напряженность

Принцип суперпозиции

Электрическое поле

Потенциал электростатического поля

Разность потенциалов

Теория

Совсем чуть−чуть.

Закон Кулона — сила, с которой два точечных заряда действуют друг на друга. Она обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и прямо пропорциональна произведению их зарядов.

Заряды с одинаковым знаком отталкиваются, с разными — притягиваются. По III з. Ньютона сила действия одного заряда равна силе действия другого:

Наглядно рассказывается об этом в видео.
А напряженность — силовая характеристика электрического поля. По-простому: электрическое поле действует на заряд, и вот сила, с которой поле действует на заряд, и есть напряженность.

Напряженность НЕ зависит от величины заряда, помещенного в поле!

Задачи

Задача 1 Два одинаковых маленьких положительно заряженных металлических шарика находятся в вакууме на достаточно большом расстоянии друг от друга. Модуль силы их кулоновского взаимодействия равен F₁. Модули зарядов шариков отличаются в 5 раз. Если эти шарики привести в соприкосновение, а затем расположить на прежнем расстоянии друг от друга, то модуль силы их кулоновского взаимодействия станет равным F₂. Определите отношение F₂ к F₁.

Скажем, что заряд одного шарика q, другого 5q. Тогда сила Кулона между ними:

А если теперь соединить два шарика, то общий заряд разделится пополам (на каждый шарик). Общий заряд 5q + q = 6q, тогда на каждом шарике окажется по 3q. Тогда сила Кулона:

Отношение получится таким:

Ответ: 1,8

Задача 2 Два одинаковых маленьких разноименно заряженных металлических шарика находятся в вакууме на достаточно большом расстоянии друг от друга. Модуль силы их кулоновского взаимодействия равен F₁. Модули зарядов шариков отличаются в 4 раза. Если эти шарики привести в соприкосновение, а затем расположить на прежнем расстоянии друг от друга, то модуль силы их кулоновского взаимодействия станет равным F₂. Определите отношение F₁ к F₂.

Та же самая задача? А вот и нет, одно слово другое: разноименно вместо положительных. Это значит, что один шарик будет заряжен положительно, другой отрицательно. По сравнению с первым случаем сила Кулона никак не изменится по модулю (только по нарпавлению).

А вот после соприкосновения изменится. Общий заряд: 5q − q = 4q или q − 5q = − 4q, тогда на каждый шар пойдет по 2q:

Отношение:

Ответ: 0,8

Задача 3 На нерастяжимой нити висит шарик массой 100 г, имеющий заряд 20 мкКл. Как необходимо зарядить второй шарик, который подносят снизу к первому шарику на расстояние 30 см, чтобы сила натяжения: а) увеличилась в 4 раза; б) рассмотреть случай невесомости?

В начальный момент времени на шарик действуют две силы:

а) Чтобы сила натяжения увеличилась в 4 раза, сила Кулона должна быть направлена вниз, значит, нужно поднести отрицательно заряженный шарик. Запишем также уравнение на ось Y:

б) Невесомость возникает, когда сила натяжения равна нулю. Для этого нужно, чтобы сила Кулона была направлена вверх, значит, подносим положительный заряд:

Ответ: −1,5 мкКл, 500 нКл.

Задача 3 Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает с поверхности пластинки электрон, который попадает в электрическое поле с напряженностью 125 В/м. Найти расстояние, которое он пролетит прежде, чем разгонится до скорости, равной 1% от скорости света.

В задаче говорится про электрон, значит, его массу m = 9,1×10⁻³¹ кг и заряд q = 1,6 × 10⁻¹⁹ Кл можно посмотреть в справочных данных.

Найдем ускорение электрона в электрическом поле:

Остается найти пройденный путь в равноускоренном движении при нулевой начальной скорости:

Ответ: 0,2 м

Задача 4 Полый заряженный шарик массой m = 0,4 г. движется в однородном горизонтальном электрическом поле из состояния покоя. Модуль напряженности электрического поля E = 500 кВ/м. Траектория шарика образует с вертикалью угол α = 45°. Чему равен заряд шарика?

Для начала разберемся, какие силы действуют на заряд:

Заряд движется под углом 45 градусов, значит, отношением сил будет тангенс 45°:

Ответ: 8×10⁻⁹ Кл

Задача 5 При нормальных условиях электрический «пробой» сухого воздуха наступает при напряжённости электрического поля 30 кВ/см. В результате «пробоя» молекулы газа, входящие в состав воздуха, ионизируются и появляются свободные электроны. Какую кинетическую энергию приобретёт такой электрон, пройдя в электрическом поле расстояние 10⁻⁵ см? Ответ выразите в электронвольтах. (ЕГЭ)

Задача кажется весьма тяжелой, но это обманчиво. Воспользуемся знакомой формулой напряженности:

Домножим на длину обе части, тогда слева получится работа, а работа — это изменение энергии:

Переводить сантиметры не обязательно, они сократятся. Чтобы перевести джоули в электронвольты, нужно разделить на 1,6 × 10⁻¹⁹

Ответ: 0,3 эВ

Задача 6 В вершинах равностороннего треугольника со стороной «а» находятся заряды +q, +q и -q. Найти напряженность поля Е в центре треугольника.

Покажем, как направлена напряженность: для двух положительных зарядов — от них (красные стрелочки), для отрицательного заряда — к нему (синяя стрелочка).

Угол между синим вектором и красным составляет 60°. Если продлить красный вектор до стороны, получится прямоугольный треугольник. Тогда, чтобы посчитать результирующую напряженность, спроецируем красные векторы на синий:

Остается разобрать на каком расстоянии находятся заряды от центра треугольника. Высоту треугольника можно найти по т. Пифагора, равна она а√3/2. А расстояние тогда составит 2/3 от высоты:

Ответ: 6kq/a²

Задача 6 Два шарика с зарядами Q = –1 нКл и q = 5 нКл соответственно, находятся в однородном электрическом поле с напряженностью Е = 18 В/м, на расстоянии r = 1 м друг от друга. Масса первого шарика равна M = 5 г. Определите, какую массу должен иметь второй шарик, чтобы они двигались с прежним между ними расстоянием и с постоянным по модулю ускорением. (ЕГЭ — 2016)

Направим ось X вправо и покажем, какие силы действуют на каждый заряд.

На положительный заряд электрическая сила действует по линиям напряженности, для отрицательного заряда все наоборот. Силы кулона направлены к зарядам, они разноименные. Составим уравнение для каждого заряда:

Сумма всех сила равна ma, потому что в условии сказано, что шарики двигаются с постоянным ускорением, а чтобы расстояние не менялось, двигаться они должны в одном направлении.

Разделим одно уравнение на другое и выразим массу:

Ответ: 8,3 гр.

Задача 7 Четыре маленьких одинаковых шарика, связанных нерастяжимыми нитями одинаковой длины, заряженызарядами q, q, q и 2q. Сила натяжения нити, связывающей первый и второй шарики, равна T. Найти силу натяжения нити, связывающейвторой и третий шарики. (Росатом)

Покажем, каким силам противодействует сила натяжения Т. Воспользуемся принципом суперпозиции и законом Кулона:

Сила натяжения Т удерживает первый шарик, других сил для него нет, значит, больше ничего для первого случая не требуется.

Как проще это запомнить: проводим линию перпендикулярно той нити, о которой говорим (красная черточка), после записываем только те силы между шариками, которые появляются по разные стороны от проведенной линии:

Теперь также составим уравнения для силы натяжения между вторым и третьим шариком:

Распишим каждое уравнение по закону кулона, скажем, что расстояние между соседними шариками равно «а»:

Второе уравнение с подстановкой выражения из первого:

Ответ: 71T/53

Задача 8 Точечный заряд, расположенный в точке C, создаёт в точках A и B поле с напряжённостью Ea и Eb соответственно (см. рисунок; угол ACB — прямой). Найти напряжённость электрическогополя, создаваемого этим зарядом в точке M, являющейся основанием перпендикуляра, опущенного из точки C на прямую AB. (Росатом)

Запишем, чему равна напряженность в каждой из этих точек, взяв длины отрезков за a; b; h:

Площадь прямоугольного треугольника можно найти как полупроизведение катетов или как полупроизведение высоты и основания:

Возведем в квадрат получившиеся уравнение, а дальше смертельный номер: возводим в −1 степень и домножаем обе части на kq:

Выразим a² и b² через напряженность:

Ответ: Ea+Eb

Задача 9 Частицы с массами M и m, и зарядами q и −q соответственно вращаются с угловой скоростью ω по окружностям вокруг оси, направленной по внешнемуоднородному электрическому полю с напряжённостью E (рис.). Найдите расстояние L между частицами и расстояние H между плоскостями их орбит. (Всеросс. 2008)

Накрест лежащие углы при параллельных прямых (движения частиц) и секущей силы Кулона равны α. Покажем какие силы действуют на каждую частицу:

Запишем уравнения по осям на верхнюю частицу:

На нижнюю частицу:

Построим два треугольника, которые показывают расстояние между частицами и высоту между ними.

Разделим уравнения друг на друга, а также выразим тангенс угла из этих треугольников:

Сложим два уравнения, чтобы найти расстояние между плоскостями:

Пункт «а» решили, теперь с расстоянием разберемся: выразим из ур-ия (1) длину, а дальше из треугольника выразим синус угла альфа:

Вместо Н подставим то, что мы нашли:

Задача 10 В точке O к стержню привязана непроводящая нить длиной R c зарядом q на конце. Известный эталонный заряд Q₂ и измеряемый заряд Q₁ установлены на расстояниях L₂ и L₁ от точки O. Все заряды одногознака и могут считаться точечными. Найдите величину заряда Q₁, если в состоянии равновесия нить отклонена на угол β от отрезка, соединяющегозаряды Q₂ и Q₁. (Всеросс. 2018)