Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий
Версия для печати и копирования в MS Word
1
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.)
2
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.)
3
В электрическую цепь включена медная проволока длиной 
При напряженности электрического поля 
сила тока в проводнике равна 2 А. Какое приложено напряжение к концам проволоки? (Ответ дать в вольтах.)
4
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 |
5
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
Всего: 28 1–20 | 21–28
Добавить в вариант
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.)
При перемещении точечного электрического заряда 5 мкКл в электростатическом поле из точки 1 в точку 2 действующая со стороны этого поля сила совершает работу 17 мкДж. При перемещении того же заряда из точки 1 в точку 3 в этом же электростатическом поле действующая со стороны поля сила совершает работу 7 мкДж. Чему равна разность потенциалов между точками 3 и 2 этого поля?
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 EC = 9 В/м.
5) Напряжённость электростатического поля в точке B EB = 0.
Источник: ЕГЭ по физике 2020. 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 C выше, чем в точке D: 
2) Напряжённость электростатического поля в точке C EC = 36 В/м.
3) Напряжённость электростатического поля в точке B EB = 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
В электрическую цепь включена медная проволока длиной При напряженности электрического поля сила тока в проводнике равна 2 А. Какое приложено напряжение к концам проволоки? (Ответ дать в вольтах.)
Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Дальний Восток. Вариант 1.
Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Дальний Восток. Вариант 5.
Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Дальний Восток. Вариант 4.
Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Дальний Восток. Вариант 6.
Два маленьких заряженных металлических шарика одинакового радиуса расположены так, что расстояние между их центрами равно 2a (см. рис.).
Шарики приводят в соприкосновение и затем разводят на прежнее расстояние. Как изменятся при этом физические величины, указанные в таблице? 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 электростатического поля в точке А | Потенциал точки А |
Двум металлическим пластинам площадью S каждая сообщили равные по модулю, но противоположные по знаку заряды +Q и −Q. Пластины расположили на малом расстоянии d друг от друга. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФОРМУЛЫ
A) 
Б) 
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
1) Напряжённость электрического поля между пластинами
2) Разность потенциалов между пластинами
3) Емкость системы, состоящей из двух таких пластин
4) Энергия электрического поля, заключённого между этими пластинами
Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Дальний Восток. Вариант 2.
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 |
Однородное электростатическое поле создано равномерно заряженной протяжённой горизонтальной пластиной. Линии напряжённости поля направлены вертикально вверх (см. рис.).
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения и укажите их номера.
1) Если в точку А поместить пробный точечный отрицательный заряд, то на него со стороны пластины будет действовать сила, направленная вертикально вниз.
2) Пластина имеет отрицательный заряд.
3) Потенциал электростатического поля в точке В ниже, чем в точке С.
4) Напряжённость поля в точке А меньше, чем в точке С.
5) Работа электростатического поля по перемещению пробного точечного отрицательного заряда из точки А и в точку В равна нулю.
Источник: ЕГЭ по физике 2017. Досрочная волна. Вариант 101
Маленький шарик с зарядом 
и массой 3 г, подвешенный на невесомой нити с коэффициентом упругости 100 Н/м, находится между вертикальными пластинами плоского воздушного конденсатора. Расстояние между обкладками конденсатора 5 см. Какова разность потенциалов между обкладками конденсатора, если удлинение нити 0,5 мм?
Пучок медленных электронов массой m с зарядом e разгоняется в электронно-лучевой трубке, проходя большую ускоряющую разность потенциалов U. Концентрация электронов в пучке после ускорения равна n, площадь поперечного сечения пучка S. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно определить. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры.
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
А) скорость электронов в пучке после ускорения
Б) сила тока в пучке после ускорения
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Частица массой 0,08 мг, имеющая заряд 10–10 Кл, покоится в точке А. При включении горизонтального однородного электрического поля эта частица, двигаясь по горизонтали вдоль силовой линии, смещается в точку В. Напряжение между точками A и B равно 1 В. Чему равна скорость частицы в точке В? Ответ выразите в метрах в секунду.
Две параллельные металлические пластины больших размеров расположены на расстоянии d друг от друга и подключены к источнику постоянного напряжения (рис. 1). Пластины закрепили на изолирующих подставках и спустя длительное время отключили от источника (рис. 2).
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.
1) Напряжённость электрического поля в точке А больше, чем в точке В.
2) Потенциал электрического поля в точке А больше, чем в точке С.
3) Если увеличить расстояние между пластинами d, то напряжённость электрического поля в точке С не изменится.
4) Если уменьшить расстояние между пластинами d, то заряд правой пластины не изменится.
5) Если пластины полностью погрузить в керосин, то энергия электрического поля конденсатора останется неизменной.
Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ−2019 по физике
Пылинка, имеющая массу 
и заряд 
влетает в электрическое поле вертикального плоского конденсатора в точке, находящейся посередине между его пластинами (см. рис., вид сверху).
Чему должна быть равна минимальная скорость, с которой пылинка влетает в конденсатор, чтобы она смогла пролететь его насквозь? Длина пластин конденсатора 10 см, расстояние между пластинами 1 см, напряжение на пластинах конденсатора 5000 В. Система находится в вакууме.
Всего: 28 1–20 | 21–28
Всего: 35 1–20 | 21–35
Добавить в вариант
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 EC = 9 В/м.
5) Напряжённость электростатического поля в точке B EB = 0.
Источник: ЕГЭ по физике 2020. 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 C выше, чем в точке D:
2) Напряжённость электростатического поля в точке C EC = 36 В/м.
3) Напряжённость электростатического поля в точке B EB = 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 точечных заряда +q и –q расположены на одной прямой на расстоянии r друг от друга. На расстоянии 2r от положительного заряда и 3r 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 |
Задания Д7 B13 № 6048 
Возле первой клеммы батарейки нарисован знак «+», а возле второй клеммы — знак «−». Потенциал первой клеммы
1) выше потенциала второй клеммы
2) ниже потенциала второй клеммы
3) равен потенциалу второй клеммы
4) равен нулю
Задания Д7 B13 № 6083
Возле первой клеммы батарейки нарисован знак «−», а возле второй клеммы — знак «+». Потенциал первой клеммы
1) выше потенциала второй клеммы
2) ниже потенциала второй клеммы
3) равен потенциалу второй клеммы
4) равен нулю
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 |
Два маленьких заряженных металлических шарика одинакового радиуса расположены так, что расстояние между их центрами равно 2a (см. рис.).
Шарики приводят в соприкосновение и затем разводят на прежнее расстояние. Как изменятся при этом физические величины, указанные в таблице? 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 электростатического поля в точке А | Потенциал точки А |
Задания Д7 B13 № 3618
При движении вдоль линии напряженности электростатического поля от начала линии к ее концу потенциал
1) возрастает
2) убывает
3) не изменяется
4) может изменяться произвольным образом
Задания Д7 B13 № 3619
При движении вдоль линии напряженности электростатического поля от конца линии к ее началу потенциал
1) возрастает
2) убывает
3) не изменяется
4) может изменяться произвольным образом
Сплошной металлический шар радиусом R, находящийся в вакууме, имеет заряд Q. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции из первого столбца подберите соответствующую позицию из второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) модуль напряжённости электрического поля на расстоянии R/2 от центра шара
Б) потенциал в центре шара
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Задания Д32 C3 № 7645
Небольшой уединённый металлический шарик долго облучали в вакууме светом с длиной волны λ = 300 нм, в результате чего он зарядился и приобрёл потенциал φ = 2,23 В. Чему равна работа выхода электрона из этого металла? Ответ выразите в электрон-вольтах.
Задания Д32 C3 № 7687
Небольшой уединённый металлический шарик долго облучали в вакууме светом с длиной волны λ = 412 нм, в результате чего он зарядился и приобрёл потенциал φ = 1 В. Чему равна работа выхода электрона из этого металла? Ответ выразите в электрон-вольтах.
Два маленьких заряженных металлических шарика одинакового радиуса расположены так, что расстояние между их центрами равно 2a (см. рис.).
Шарики приводят в соприкосновение и затем разводят на прежнее расстояние. Как изменятся при этом физические величины, указанные в таблице? 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.
| Потенциал точки А | Модуль напряжённости электростатического поля в точке B |
Источник: Тренировочная работа по физике 13.12.2017, вариант ФИ10204
Задания Д7 B13 № 4347
Металлический шар имеет заряд 
Если сообщить этому шару дополнительный заряд, равный 
то модуль потенциала поверхности шара
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
4) станет равен нулю
Задания Д7 B13 № 4382
Металлический шар имеет заряд 
Если сообщить этому шару дополнительный заряд, равный 
то модуль потенциала поверхности шара
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
4) станет равен нулю
Сплошной металлический шар радиусом R, находящийся в вакууме, имеет заряд Q. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции из первого столбца подберите соответствующую позицию из второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) модуль напряжённости электрического поля на расстоянии 2R от центра шара
Б) потенциал поверхности шара
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Однородное электростатическое поле создано равномерно заряженной протяжённой горизонтальной пластиной. Линии напряжённости поля направлены вертикально вверх (см. рис.).
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения и укажите их номера.
1) Если в точку А поместить пробный точечный отрицательный заряд, то на него со стороны пластины будет действовать сила, направленная вертикально вниз.
2) Пластина имеет отрицательный заряд.
3) Потенциал электростатического поля в точке В ниже, чем в точке С.
4) Напряжённость поля в точке А меньше, чем в точке С.
5) Работа электростатического поля по перемещению пробного точечного отрицательного заряда из точки А и в точку В равна нулю.
Источник: ЕГЭ по физике 2017. Досрочная волна. Вариант 101
Две параллельные металлические пластины больших размеров расположены на расстоянии d друг от друга и подключены к источнику постоянного напряжения (рис. 1). Пластины закрепили на изолирующих подставках и спустя длительное время отключили от источника (рис. 2).
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.
1) Напряжённость электрического поля в точке А больше, чем в точке В.
2) Потенциал электрического поля в точке А больше, чем в точке С.
3) Если увеличить расстояние между пластинами d, то напряжённость электрического поля в точке С не изменится.
4) Если уменьшить расстояние между пластинами d, то заряд правой пластины не изменится.
5) Если пластины полностью погрузить в керосин, то энергия электрического поля конденсатора останется неизменной.
Источник: Демонстрационная версия ЕГЭ−2019 по физике
В некоторых опытах по изучению фотоэффекта фотоэлектроны тормозятся электрическим полем. Напряжение, при котором поле останавливает и возвращает назад все фотоэлектроны, назвали задерживающим напряжением.
В таблице представлены результаты одного из первых таких опытов при освещении одной и той же пластины, в ходе которого было получено значение 
| Задерживающее напряжение U, В |
? |
0,6 |
Частота   |
5,5 |
6,1 |
Чему равно опущенное в таблице первое значение задерживающего потенциала? Ответ выразите в вольтах и округлите с точностью до десятых.
На рисунках изображены схемы физических экспериментов. Установите соответствие между этими экспериментами и их целью. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
СХЕМА ЭКСПЕРИМЕНТА
А)
Б)
ЕГО ЦЕЛЬ
1) Проверка закона Кулона
2) Наблюдение распределения потенциала вдоль прямого проводника с протекающим по нему электрическим током
3) Наблюдение картины силовых линий электростатического поля точечных зарядов
4) Проверка закона Ома
Всего: 35 1–20 | 21–35
Задача 1.
Заряд металлической сферы радиусом 1 м равен Кл. Во сколько раз уменьшится потенциал поля, создаваемого сферой на расстоянии 60 см от центра шара, при увеличении радиуса шара в 3 раза?
Заметим, что в обоих случаях исследуемая точка – внутри сферы. А потенциал точки, лежащей внутри, равен потенциалу на поверхности сферы:
К задаче 1
Так как потенциал зависит от радиуса сферы, то
А
Что, понятно, втрое меньше, чем вначале.
Ответ: в три раза.
Задача 2.
В поле положительного электрического заряда вносится равный по модулю отрицательный заряд . Как при этом изменяется напряженность и потенциал электрического поля в точке на середине отрезка, соединяющего заряды и ?
- напряженность уменьшится
- потенциал увеличится
- напряженность увеличится
- потенциал уменьшится
Так как напряженность поля – величина векторная, и направлен этот вектор от положительного и к отрицательному заряду, то напряженность поля вырастет при внесении заряда положительного знака.
К задаче 2
Потенциал – величина скалярная, но потенциалы тоже подчиняются принципу суперпозиции. Таким образом, потенциал положительного и отрицательного заряда сложатся и исходный потенциал уменьшится. Можно еще и так рассуждать: потенциал – работа поля по переносу заряда из этой точки поля в бесконечность (туда, где потенциал равен нулю). Но при внесении отрицательного заряда эта точка нулевого потенциала оказывается уже не в бесконечности, а гораздо ближе, значит, и работа по переносу заряда будет меньше.
Ответ: 34.
Задача 3. Какая из зависимостей характеризует
А) потенциал поля как функцию расстояния от поверхности заряженной сферы,
Б) потенциал поля как функцию расстояния от центра заряженной сферы до ее поверхности?
К задаче 3
При удалении от заряженной сферы потенциал будет падать:
Поэтому для пункта A) выберем рисунок 4. А внутри сферы потенциал постоянен и равен потенциалу на поверхности, следовательно, для пункта Б) выберем рисунок 3.
Ответ: 43.
Задача 4.
Какую работу совершает электрическое поле зарядов и при перемещении заряда из точки в точку ? Заряды и находятся на расстоянии друг от друга, точки и находятся на расстояниях м от зарядов и соответственно, Кл.
К задаче 4
Будем перемещать заряд . Тогда от точки работа по перемещению заряда будет положительной, ведь мы перемещаем положительный заряд в направлении линий поля, а затем, от заряда до точки работа будет отрицательной. Вычислим обе составляющие работы и сложим их.
Так как , то полная работа равна
Ответ: 9 мДж.
Задача 5.
Два одинаковых шара, заряженных разными по модулю и знаку зарядами Кл и Кл, расположены на расстоянии м друг от друга. Как относятся величины энергии электростатического взаимодействия зарядов после их кратковременного соединения проводником?
Энергия электростатического взаимодействия зависит от расстояния между шарами и от их зарядов:
Сначала она равна
Когда шары соединят проволокой, заряд быстро перераспределится таким образом, что станет одинаковым на каждом из шариков – ведь их размеры равны. Заметьте, это условие не работает в случае разных по размеру объектов! Если шары разные, то и заряд распределится не поровну, а так, что потенциалы шаров станут одинаковы.
При перераспределении зарядов электроны займут свободные места, и атомы станут нейтральными. Если отрицательный заряд был больше по модулю – то электронов больше, чем «дырок», останутся электрончики, которым «дырок» не хватит — избыток электронов поделится между шарами поровну. Аналогично, если «дырок» больше (положительный заряд больше по модулю) – то оставшиеся незакрытыми «дырки» поровну распределятся между шарами – в итоге
Тогда энергия взаимодействия между шарами будет равна
Искомое отношение
Ответ: .
Задача 6.
На поверхности полого металлического шара радиусом см равномерно распределен заряд. Как относятся потенциалы поля в точках, находящихся на расстояниях см и см от центра шара?
Точка внутри шара обладает потенциалом таким же, как и поверхность шара:
Точка снаружи шара обладает потенциалом
Отношение потенциалов в этом случае равно
Ответ:
Задача 7.
Заряженный шар вследствие электростатической индукции притягивает незаряженное тело. Как изменится сила притяжения, действующая на тело:
А) если этот шар окружить незаряженной металлической сферой так, что тело останется снаружи вне сферы,
Б) если этот шар окружить заряженной металлической сферой того же знака так, что тело останется снаружи вне сферы?
1) не изменится
2) станет равной нулю
3) уменьшится
4) увеличится
Электростатическая индукция – это явление перераспределения свободных носителей в проводящем теле: если к такому телу поднести положительный заряд, то на стороне, обращенной к этому заряду, скопятся свободные электроны, а с противоположной стороны, следовательно, возникнет их недостаток. Таким образом, нейтральное в целом тело будет притягиваться к заряду за счет индуцированного заряда на нем: скопления электронов.
К задаче 7
Таким образом, если мы окружим шар незаряженной сферой, то вследствие индукции заряды на ней перераспределятся: на внутренней поверхности скопятся электроны, снаружи – «дырки», и теперь уже эта сфера будет оказывать на наше незаряженное тело точно такое же воздействие: вызывать перераспределение зарядов. То есть ничего не изменится. Ответ – 1.
Если же сфера будет заряжена положительно, то картина будет такая: под влиянием расположенного внутри положительного заряда свободные электроны перетянутся на внутреннюю поверхность, а дырки – на внешнюю. Но ведь есть еще и положительный заряд внешней сферы! Он тоже скопится на внешней поверхности, и тогда суммарный заряд будет больше, чем в первом случае. То есть сила притяжения увеличится. Ответ — 3
Ответ: 13.
Задача 8.
Центр сферы, заряд и точка лежат на одной прямой. Как изменится потенциал поля положительного точечного заряда в точке , если справа от этой точки расположить
А) незаряженную металлическую сферу ,
Б) металлическую сферу с зарядом ?
1) не изменится
2) уменьшится
3) увеличится
4) нельзя установить однозначно
По причине электростатической индукции на незаряженной сфере со стороны заряда скопятся отрицательно заряженные электроны, то есть ситуация будет такая же, как если бы мы внесли отрицательный заряд вместо сферы. Такую задачу мы уже решали: задача 2, потенциал уменьшится.
Если вносится положительно заряженная сфера, то потенциалы сложатся по принципу суперпозиции и общий потенциал вырастет.
Ответ: 13
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, qB=+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:
Закон сохранения электрического заряда
В замкнутой системе тел алгебраическая сумма зарядов остается неизменной при любых процессах, происходящих с этими телами:
[q_1+q_2+…+q_n=const]
Закон Кулона в вакууме
Сила взаимодействия двух неподвижных точечный зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению абсолютных величин зарядов (q_1) и (q_2) и обратно пропорциональна квадрату расстояния (r) между ними.
[F=kdfrac{q_1q_2}{r^2}]
Где (k=9cdot 10^9) — коэффициент пропорциональности в законе Кулона.
[k=dfrac{1}{4pivarepsilon_0}]
(varepsilon_0=8,85cdot10^{-12} dfrac{text{Ф}}{text{м}}) — электрическая постоянная.
Закон Кулона в диэлектрике
[F=kdfrac{q_1q_2}{varepsilon r^2}]
Напряженность электрического поля — это отношение вектора силы (vec{F}), с которой поле действует на пробный заряд (q), к самому пробному заряду с учетом его знака.
[vec{E}=dfrac{vec{F}}{q}]
Единицы измерения: (displaystyle Big[dfrac{text{В}}{text{м}}Big]) (вольт на метр).
Линии напряженности всегда начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных.
Напряженность электростатического поля точечного заряда Q в точке A, удаленной на расстояние (r) от заряда (Q), определяется формулой:
[E=dfrac{kcdot |Q|}{r^2}]
Напряженность заряженной бесконечной пластины где (sigma):
[E=frac{sigma}{2varepsilon_0}]
Принцип суперпозиции полей
Пусть заряды (displaystyle q_1, q_2, q_3,… , q_n) по отдельности создают в данной точке поля (vec{E}_1), (vec{E}_2),…,(vec{E}_n). Тогда система этих зарядов создает в данной точке поле (vec{E}), равное векторной сумме напряженностей полей отдельных зарядов.
[vec{E}=vec{E}_1+vec{E}_2+…+vec{E}_n]
Физическую величину, равную отношению потенциальной энергии электрического заряда в электростатическом поле к величине этого заряда, называют (varphi) электрического поля:
[varphi=dfrac{W_p}{q}]
Единицы измерения: (displaystyle [text{В}]) (Вольт).
Работа сил электростатического поля при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю.
Работа поля по перемещению заряда:
[A_{text{эл}}=q(varphi_1-varphi_2)=qU]
Поверхность, во всех точках которой потенциал электрического поля имеет одинаковые значения, называется .
Электроемкостью системы из двух проводников называется физическая величина, определяемая как отношение заряда (q) одного из проводников к разности потенциалов (Delta varphi) между ними:
[C=dfrac{q}{Delta varphi}]
Единицы измерения: (displaystyle [text{Ф}]) (фарад).
Плоский конденсатор — система из двух плоских проводящих пластин, расположенных параллельно друг другу на малом по сравнению с размерами пластин расстоянии и разделенных слоем диэлектрика.
Электроемкость плоского конденсатора
[C=dfrac{varepsilon_0S}{d}]
Таким образом, электроемкость плоского конденсатора прямо пропорциональна площади пластин (обкладок) и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Если пространство между обкладками заполнено диэлектриком, электроемкость конденсатора увеличивается в (varepsilon) раз:
[C=dfrac{varepsilon_0varepsilon S}{d}]
Последовательное соединение конденсаторов
[U=U_1+U_2]
[q=q_1=q_2]
[dfrac{1}{C}=dfrac{1}{C_1}+dfrac{1}{C_2}]
Параллельное соединение конденсаторов
[U=U_1=U_2]
[q=q_1+q_2]
[C=C_1+C_2]
Энергия заряженного конденсатора
[W=dfrac{q^2}{2C}=dfrac{qU}{2}=dfrac{CU^2}{2}]
Потенциал. Разность потенциалов. ЗАДАЧИ с решениями
Формулы, используемые на уроках «Решение задач на тему: Работа перемещения заряда в электрическом поле. Потенциал. Разность потенциалов» для подготовки к ЕГЭ.
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1.
Металлический шар диаметром d заряжен с поверхностной плотностью зарядов σ. Найти потенциал φ этого шара, если он окружен заземленной проводящей сферой, имеющей общий с шаром центр. Диаметр сферы D. Среда — воздух.
Задача № 2.
Потенциал заряженного шара φ1 = 300 В. Чему равен потенциал φ2 электрического поля этого шара в точке, отстоящей на расстоянии l = 50 см от его поверхности, если радиус шара R = 25 см?
Смотреть решение и ответ
Задача № 3.
Определить потенциал φ точки поля, находящейся на расстоянии а = 9 см от поверхности заряженного шара радиусом R = 1 см, если поверхностная плотность зарядов на шаре σ = 1 • 10–11 Кл/см2. Среда — воздух.
Задача № 4.
В точке 1 поля точечного заряда-источника потенциал φ1 = 40 В, а в точке 2 φ2 = 10 В. Найти потенциал φ в точке М, лежащей посередине между точками 1 и 2 (рис. 3-6). 
Задача № 5.
В трех вершинах квадрата со стороной а = 20 см находятся заряды q1 = 1 • 10–8 Кл, q2 = 2 • 10–8 Кл и q3 = 2 • 10–8 Кл (рис. 3-7). Определить потенциал φ электрического поля, созданного этими зарядами в четвертой вершине. 
Задача № 6.
Четыре одинаковых точечных заряда q расположены на одной прямой на расстоянии r друг от друга. Какую работу А надо совершить, чтобы переместить эти заряды в вершины тетраэдра со стороной r? Среда — вакуум.
Задача № 7.
Два одинаково заряженных шарика диаметрами d = 0,5 см каждый расположены на расстоянии l = 2 см между их поверхностями (рис. 3-14). До какого потенциала φ они заряжены, если сила их отталкивания друг от друга F = 2 мкН? Среда — воздух. 
Задача № 8.
В однородном электрическом поле напряженностью Е = 2 кВ/см переместили заряд q = –20 нКл в направлении силовой линии поля на расстояние d = 10 см. Найти работу поля А, изменение потенциальной энергии поля ΔWп и напряжение (разность потенциалов) U между начальной и конечной точками перемещения.
Смотреть решение и ответ
Задача № 9.
Между двумя горизонтальными плоскостями, заряженными разноименно и расположенными на расстоянии d = 5 мм друг от друга, находится в равновесии капелька масла массой 20 нг (нанограмм) (рис. 3-10). Найти число избыточных электронов N на этой капельке. Среда — воздух. Разность потенциалов между плоскостями U = 2 кВ. 
Задача № 10.
На пластине М поддерживается потенциал φ1 = +80 В, а на пластине N – φ2 = –80 В (рис. 3-11, а). Расстояние между пластинами d = 10 см. На расстоянии d1 = 4 см от пластины М помещают заземленную пластину Р (рис. 3-11, б). Найти изменение напряженности ΔЕ1 поля на участке МР и изменение напряженности поля ΔЕ2 на участке PN при этом. Построить графики зависимостей напряженностей Е = Е(х) и потенциала φ = φ(х) от расстояния между точками поля и пластинами. 
Это конспект по теме «Потенциал. Разность потенциалов. ЗАДАЧИ с решениями». Выберите дальнейшие действия:
- Вернуться к списку конспектов по Физике.
- Проверить свои знания по Физике.