Домашняя контрольная работа на каникулы

Домашняя контрольная работа «на каникулы»

Б класс, 2013-2014 уч.г.

Какой заряд приобрел бы свинцовый шарик радиусом R = 1 см, если бы удалось у каждого атома «отнять» по одному электрону и удалить с шарика?

Плотность свинца 11300кг/м³, объем свинцового шарика радиусом 10^-2 м можно рассчитать по формуле

Масса шарика

Молярная масса свинца по данным таблицы Менделеева 207г/моль, т.е. 207*10^-3 кг/моль, а молярная масса – это масса 1 моля вещества в котором содержится число Авогадро частиц, т.е. 6,02*10²³штук атомов.

Таким образом, число атомов в 0,047кг свинца можно посчитать пропорцией:

 

В однородном поле с напряженностью 60 кВ/м переместили положительный заряд 10 нКл. Вектор перемещения равен по модулю 4 см и образует с направлением силовых линий поля угол 60°.Какую работу совершило электрическое поле?

Однородное электрическое поле – это такое линии напряженности которого, представляют параллельные линии. В каждой точке пространства такое поле одинаковое, т.е. напряженность одна и та же.

Работа электрического поля может быть рассчитана:

Сила электрического поля, действующая на заряд, может быть выражена из определения напряженности:

Напряженность поля точечного заряда на расстоянии 5 см от заряда равняется 400 кВ/м. Какова напряженность поля в точке, расположенной на расстоянии 10 см от заряда?

Напряженность – это силовая характеристика электрического поля , модуль напряженность поля точеного заряда, рассчитывается .

В первой точке , во второй точке

 

Во сколько раз изменится напряженность электрического поля точечного заряда, если от него отнять треть заряда, а исследуемую точку приблизить на четверть расстояния?

Модуль напряженность поля точеного заряда, рассчитывается .

,

Когда два одинаковых шарика массой по 400 мг, подвешенных на закрепленных в одной точке нитях равной длины, зарядили одноименными зарядами, то эти шарики разошлись на 15 см друг от друга, причем нити образовали прямой угол. Найти заряд каждого шарика.

Заряд каждого шарика выразим из закона Кулона

Силу электростатического взаимодействия найдем из динамики – шарики разошлись и остановились, следовательно, согласно 1-му закону Ньютона, сумма сил приложенных к каждому из них равна нулю.

Из рисунка векторов сил , и видим, что сумма сил и равна по модулю , направлена, так же как и , вдоль нити и противоположна ей. Следовательно, угол между и так же как и между нитями 45⁰.

У основания гладкой наклонной плоскости с углом наклона к горизонту α = 30° закреплен заряженный шарик. Второй шарик, одноименно заряженный с первым, находится в равновесии на плоскости. Во сколько раз изменится расстояние между шариками, если угол наклона плоскости увеличить в 2 раза?

Согласно первого закона Ньютона – тело может оставаться в покое если сумма сил действующих на него равно 0.

 

Тело, имеющее заряд 0,1мкКл и массу 100г, находится на горизонтальной плоскости с коэффициентом 0,2. При какой минимальной напряженности горизонтального электрического поля тело сдвинется с места.

Напряженность поля должна быть таковой, чтобы сила электрическая действующая на тела смогла хотя бы сдвинуть тело, т.е. заставила тело двигаться хотя бы равномерно. Причину равномерного движения тела характеризует 1-з-н Ньютона, согласно нему

Относительно вертикальной оси:

Относительно горизонтальной оси:

Согласно определению напряженности , а сила трения скольжения рассчитывается как

 

Два маленьких заряженных шарика одинаковые по размеру, притягиваются друг к другу с некоторой силой. После того как шарики были приведены в соприкосновение и раздвинуты на расстояние в n раз больше, чем прежде, сила взаимодействия между ними уменьшилась в m раз. Каков был заряд первого шарика до соприкосновения, если второй шарик имеет заряд q?

До соприкосновения заряды шариков равнялись (второй) и (первый). После соприкосновения, так как шарики одинаковые их заряды стали одинаковыми и равными

Сила Кулоновского взаимодействия до соприкосновения равнялась

Сила Кулоновского взаимодействия после соприкосновения равнялась

Учитывая, что , а запишем

Заряды 90 мКл и 10 мКл расположены на расстоянии 4 см друг от друга. Где надо поместить третий заряд, чтобы система находилась в равновесии? Какова величина этого заряда.

Два одноименных заряда будут отталкиваться. Для того, что бы уравновесить силы отталкивания и (которые равны друг другу по модулю, согласно 3го закона Ньютона = - ), силами и , направленными противоположно первым двум. Это должны быть силы притяжения к центральному заряду , а значит, он должен быть отрицательным. При чем, согласно 1го закона Ньютона силы, действующие на заряды 1 и 2 должны быть одинаковы по модулю, что бы заряды 1 и 2 оставались в покое, т.е. =-и = - .

Третий центральный заряд будет находиться в покое, если силы притяжения к крайним зарядам будут одинаковы = - .

Итак, мы получаем три пары сил, которые равны друг другу.

По 3му закону Ньютона: =-, = - , = - .

По 1му закону Ньютона: =-, = -, = - .

Распишем равенство сил (по 1му закону Ньютона) с помощью закона Кулона

1 заряд: , 2 заряд: , 3 заряд:

Для расчета х, рассмотрим равенство сил действующих на 3ий заряд

 

Положительно заряженный шарик массой 0,18 г и плотностью 1800 кг/м3 находится в равновесии в жидком диэлектрике плотностью 900 кг/м3. В диэлектрике создано однородное диэлектрическое поле, напряженность которого по модулю 45 кВ/м и направлена вертикально вверх. Найти заряд шарика.

Согласно 1му закону Ньютона

, вдоль оси Ох:

Сила Архимеда рассчитывается как, где - плотность жидкости, - плотность тела.

Сила электрическая , где - заряд шарика.

,

У вертикальному однорідному електричному полі зависла пилинка масою 0,5мг, в якої відібрано 20 електронів. Якої напруженості електричне поле підтримує рівновагу пилинки? Як воно направлено?

Пылинка покоится потому, что сумма сил приложенной к ней равна 0, как утверждает 1-ый закон Ньютона. На пылинку действует сила электрическая со стороны поля внутри конденсатора и сила тяжести – они должны компенсировать друг друга, т.е. быть направленными вертикально и противоположно.

. Согласно 1-му закону Ньютона . Заряд пылинки будет положительным и равным , где – заряд одного электрона.