Тема 4: «Электростатика»

Вариант 0

Задача 1.Нейтральная водяная капля разделилась на две. Первая из них обладает зарядом - 1,5 нКл. Определить в нанокулонах заряд второй капли. Ответ: 1,5.

Задача 2.Во сколько раз уменьшится сила взаимодействия двух одинаковых точечных зарядов, если каждый заряд уменьшить в 2 раза и перенести их из вакуума в среду с диэлектрической проницаемостью равной 2,5? Расстояние между зарядами не меняется. Ответ: 10.

Задача 3. Сила взаимодействия между двумя точечными зарядами равна 15 Н. Определить модуль силы взаимодействия между зарядами, если каждый из зарядов увеличить вдвое при неизменном расстоянии между ними. Ответ: 60.

Задача 4. Определить значение заряда, если известно, что в электрическом поле напряженностью 5000 В/м на заряд действует сила 30 Н. Ответ записать в милликулонах. Ответ: 6.

Задача 5. Расстояние между пластинами плоского конденсатора составляет 4 см, а разность потенциалов равна 60 В. Определить модуль напряженности поля внутри конденсатора. Ответ: 1500.

Вариант 1.

Задача 1. Два одинаковых проводящих шарика, электрические заряды которых равны 3,2*10 Кл и – 3,2*10 Кл, привели в соприкосновение. Сколько электронов перешло с одного шарика на другой? Ответ: 2.

Задача 2. Две небольшие частицы с одинаковыми зарядами на расстоянии 18 км в вакууме отталкиваются с силой, равной по модулю 0,001 Н. Определить в милликулонах значение зарядов частиц. Ответ: 6.

Задача 3. Шарик массой 10 г подвешен вблизи земли на невесомой и непроводящей нити в однородном электрическом поле напряженностью 1000 В/м. Определить минимальное значение модуля силы натяжения нити, если заряд шарика равен 1 мКл. Ответ: 0,9.

Задача 4. На какой угол в градусах отклонится от вертикали маленький шарик с зарядом 400 мкКл и массой 4г, подвешенный на шелковой нити, если его поместить в горизонтальное однородное поле с напряженностью 100 В/м? Ответ: 43.

Задача 5.Разность потенциалов между пластинамиплоского конденсатора равна 20 В, а напряженность однородного электрического поля в конденсаторе равна 2000 В/м. Чему равно расстояние между пластинами конденсатора? Ответ записать в сантиметрах. Ответ: 1

Вариант 2

Задача 1. Заряд небольшого проводящего шарика равен 5 мкКл. Во сколько раз увеличится заряд этого шарика, если его привести в контакт с таким шариком, заряд которого равен 15 мкКл? Ответ: 2.

Задача 2. Два одинаковых маленьких заряженных шарика подвешены на тонких длинных нитях и находятся в керосине. Какова плотность шариков, если в воздухе нити расходятся на такой же угол, как в керосине? Плотность керосина равна 800 кг/куб. м., диэлектрическая проницаемость керосина равна 2. Ответ: 1600.

Задача 3. Во сколько раз увеличится сила взаимодействия двух одинаковых точечных зарядов, если значение каждого заряда уменьшить в 2 раза, а расстояние между ними уменьшить в 4 раза? Ответ: 4.

Задача 4. В однородном электрическом поле заряд 0,37 Кл движется вдоль силовой линии с постоянной скоростью. Определить модуль силы сопротивления движению, если напряженность поля равна 800 В/м. Ответ: 296.

Задача 5. Плоский конденсатор зарядили так, что напряженность поля в конденсаторе равна 315 В/м и, не отключая от источника тока, увеличили расстояние между пластинами в 3 раза, Определить модуль напряженности поля в конденсаторе после раздвижения пластин. Ответ: 105.

Вариант 3

Задача 1. Два одинаковых металлических шарика, заряд одного из которых первоначально равен -5 мкКл, соприкасаются и затем снова разводятся. Заряд одного из шариков после разведения равен 3 мкКл. определить в микрокулонах заряд второго шарика до соприкосновения. Ответ: 11.

Задача 2. Два маленьких шарика подвешены в воздухе на нитях длиной 3 м, закрепленных в одной точке. После того, как шарикам сообщили заряды по 10 мкКл, нити разошлись на угол 60⁰. Определить в граммах массу шарика. Ответ: 17,3.

Задача 3. Определить расстояние между двумя одинаковыми точечными зарядами по 3 мкКл каждый, находящимися в вакууме, если модуль силы взаимодействия между ними равен 100 мН. Ответ: 0,9.

Задача 4. В однородном электрическом поле с напряженностью 50 В/м находится в равновесии капелька с зарядом 2*10^-7 Кл. Определить в миллиграммах массу капельки. Ответ: 1.

Задача 5. Модуль напряженности поля в плоском воздушном конденсаторе равен 60000 В/м, а разность потенциалов равна 3000 В. Вычислить в сантиметрах расстояние между обкладками конденсатора. Ответ: 5.

Вариант 4.

Задача 1. Два одинаковых металлических шарика с зарядами -3 мкКл и 8 мкКл на короткое время соединяются тонкой проволокой. Определить в микрокулонах величину заряда одного из шариков, после того как уберут проволочку. Ответ: 2,5.

Задача 2. Два маленьких шарика, соединенных пружинкой с коэффициентом жесткости 90 Н/м и длиной в нерастянутом состоянии 0,99 м, заряжаются равными положительными зарядами. Определить в микрокулонах заряд одного из шариков, если под действием кулоновских сил пружинка растянулась на 1 см. Ответ: 10.

Задача 3. Точечный заряд 10 мкКл находится в точке (0, 0) прямоугольной системы координат (Х, У), где х, у заданы в метрах. Определить проекцию на ось Х кулоновской силы, действующей со стороны этого заряда на точечный заряд 10 мкКл, помещенный в точку (1, 0). Ответ: 0,9.

Задача 4. В однородном электрическом поле с напряженностью 50 В/м находится в равновесии капелька с зарядом 2*10^-7 Кл. Определить в миллиграммах массу капельки. Ответ: 1.

Задача 5. Определить расстояние между большими вертикально расположенными пластинами конденсатора, заряженного до разности потенциалов 300 В, если шарик массой 0,1 мг с зарядом 0,001 мкКл, подвешенный между обкладками на нити длиной0,1 м, отклонился на угол 45⁰ от вертикали. Ответ: 0,3.

Вариант 5.

Задача 1. От водяной капли с зарядом 1 нКл отделилась капля с электрическим зарядом -1 нКл. Определить в нанокулонах заряд оставшейся капли. Ответ: 2.

Задача 2. Одинаковые металлические шарики с зарядами +1 мкКл и +4 мкКл находятся на расстоянии 1 м друг от друга. Шарики привели в соприкосновение. На какое расстояние следует развести шарики, чтобы сила их кулоновского взаимодействия осталась прежней? Ответ: 1,25.

Задача 3. Во сколько раз уменьшится сила взаимодействия между маленькими одинаковыми металлическими шариками с зарядами 1 мкКл и 3 мкКл, если их после соприкосновения развести на расстояние вдвое большее, чем первоначальное?. Ответ: 3.

Задача 4. Максимально возможное значение ускорения пылинки массой 0,1 г в однородном электрическом поле напряженностью 1000 В/м вблизи поверхности Земли равно 11 м/с². Определить в микрокулонах величину заряда пылинки. Ответ: 0,1.

Задача 5. В поле между обкладками плоского конденсатора на заряд 0,2 мкКл действует сила 50 мкН. До какого напряжения заряжен конденсатор, если расстояние между пластинами 0,03 м? Перераспределением заряда на пластинах пренебречь. Ответ: 7,5.

Вариант 6.

Задача 1. Какой заряд приобретет моль вещества, если у каждой сотой молекулы отнять по одному электрону? Число Авогадро принять равным 6*10²³ 1/моль. Ответ: 960.

Задача 2. Найти отношение модуля силы взаимодействия тех же зарядов при увеличении расстояния между ними в 4 раза? Ответ: 16.

Задача 3. С какой по модулю силой притягиваются два свинцовых шарика массой по 208 мг, расположенные на расстоянии 300 км, если у каждого атома первого шарика отнять по одному электрону и перенести на второй? Молярная масса свинца 208 г/моль. Число Авогадро – 6*10²³ 1/моль. Ответ: 921,6.

Задача 4. На конце невесомой, первоначально расположенной вертикально пружине с коэффициентом упругости 0,04 Н/м подвешен шарик массой 0,03 г и зарядом 1 мкКл. Определить в сантиметрах величину растяжения пружины в горизонтальном электрическом поле напряженностью 400 В/м? Ответ: 1,25.

Задача 5. Расстояние между обкладками плоского конденсатора 5 см, разность потенциалов 500 В. С какой силой поле внутри конденсатора действует на заряд 0,007 мкКл, помещенный посередине между обкладками? Ответ дать в микроньютонах. Ответ: 70.

Вариант 7.

Задача 1. Два одинаковых проводящих шарика, электрические заряды которых равны 3,2*10 Кл и – 3,2*10 Кл, привели в соприкосновение. Сколько электронов перешло с одного шарика на другой? Ответ: 2.

Задача 2. Две небольшие частицы с одинаковыми зарядами на расстоянии 18 км в вакууме отталкиваются с силой, равной по модулю 0,001 Н. Определить в милликулонах значение зарядов частиц. Ответ: 6.

Задача 3. Шарик массой 10 г подвешен вблизи земли на невесомой и непроводящей нити в однородном электрическом поле напряженностью 1000 В/м. Определить минимальное значение модуля силы натяжения нити, если заряд шарика равен 1 мКл. Ответ: 0,9.

Задача 4. На какой угол в градусах отклонится от вертикали маленький шарик с зарядом 400 мкКл и массой 4г, подвешенный на шелковой нити, если его поместить в горизонтальное однородное поле с напряженностью 100 В/м? Ответ: 43.

Задача 5.Разность потенциалов между пластинамиплоского конденсатора равна 20 В, а напряженность однородного электрического поля в конденсаторе равна 2000 В/м. Чему равно расстояние между пластинами конденсатора? Ответ записать в сантиметрах. Ответ: 1

Вариант 8.

Задача 1. Определить заряд медной пластинки массой 1 г, если у каждого атома меди отнять по одному электрону. Число Авогадро принять равным 6*10²³ 1/моль. Молярная масса меди 0,064 кг/моль. Ответ: 1500.

Задача 2. Сила взаимодействия между двумя точечными зарядами равна 15 Н. Определить модуль силы взаимодействия между зарядами, если каждый из зарядов увеличить вдвое при неизменном расстоянии между ними. Ответ: 60.

Задача 3. Электрическое поле образовано наложением двух однородных полей с напряженностями 200 В/м и 300 В/м. Силовые линии этих полей направлены водном направлении, определить в миллиньютонах модуль силы, действующей на заряд 0,3 мкКл, помещенный в некоторую точку этого поля. Ответ: 0,15

Задача 4. Два шарика массами 0,2 г и 0,8 г и зарядами 0,3 мкКл и 0,2 мкКл соединены тонкой нитью длиной 20 см и движутся вдоль силовой линии однородного электрического поля с напряженностью 10 кВ/м, направленной вертикально вниз. Определить в миллиньютонах модуль силы натяжения нити. Ответ: 11,5.

Задача 5. Потенциал точечного заряда на некотором расстоянии от заряда равен 120 В. Определить потенциал поля в точке, лежащей на втрое меньшем расстоянии от заряда? Ответ: 360.

Вариант 9.

Задача 1. Два одинаковых металлических шарика с зарядами -3 мкКл и 8 мкКл на короткое время соединяются тонкой проволокой. Определить в микрокулонах величину заряда одного из шариков, после того как уберут проволочку. Ответ: 2,5.

Задача 2. Два маленьких шарика, соединенных пружинкой с коэффициентом жесткости 90 Н/м и длиной в нерастянутом состоянии 0,99 м, заряжаются равными положительными зарядами. Определить в микрокулонах заряд одного из шариков, если под действием кулоновских сил пружинка растянулась на 1 см. Ответ: 10.

Задача 3. Точечный заряд 10 мкКл находится в точке (0, 0) прямоугольной системы координат (Х, У), где х, у заданы в метрах. Определить проекцию на ось Х кулоновской силы, действующей со стороны этого заряда на точечный заряд 10 мкКл, помещенный в точку (1, 0). Ответ: 0,9.

Задача 4. В однородном электрическом поле с напряженностью 50 В/м находится в равновесии капелька с зарядом 2*10^-7 Кл. Определить в миллиграммах массу капельки. Ответ: 1.

Задача 5. Определить расстояние между большими вертикально расположенными пластинами конденсатора, заряженного до разности потенциалов 300 В, если шарик массой 0,1 мг с зарядом 0,001 мкКл, подвешенный между обкладками на нити длиной0,1 м, отклонился на угол 45⁰ от вертикали. Ответ: 0,3.