17
Електричне поле Основні поняття 1. Згідно сучасних уявлень існує електромагнітна взаємодія, котру в окремих випадках можна розділити на електричну та магнітну взаємодію. Електромагнітна взаємодія поширюється у вакуумі зі швидкістю 3∙10 8 м/с. Існує електромагнітне поле, а електричне і магнітне поля – це два види (прояви) єдиногоелектромагнітного поля. Наявність електричного чи магнітного полів залежить від вибору системи відліку. Електромагнітне поле має енергію (електричне і магнітне поля мають енергію). Існує два види матерії – речовина і поле. 2. При контакті тіл, що посилюється внаслідок тертя, тіла електризуються і стають електрично зарядженими чи набувають електричного заряду, між ними виникає електрична взаємодія. В електризації шляхом контакту чи тертя беруть участь два тіла. Явище електризації контактом чи тертям полягає у здатності тіл електризуватись, тобто набувати електричного заряду внаслідок контакту чи тертя. 3. Електричний заряд – це фізична величина, що характеризує електричну взаємодію і має позначення q. Одиницею електричного заряду у системі СІ є 1 Кулон: [q] = 1Кл. 4. Існує тільки два види електричного заряду: позитивний та негативний заряди; існує тільки два види електрично заряджених частинок: позитивно та негативно електрично заряджені частини, які позначають знаками „+” і „” відповідно. 5. Електрична взаємодія може проявлятись як електричне притягання чи електричне відштовхування. Різнойменно електрично заряджені тіла (частинки) взаємно притягуються, а однойменно електрично заряджен – взаємно відштовхуються між собою. 6. Електрична взаємодія здійснюється завдяки електричному полю. Існує електричне поле електрично зарядженої частинки чи тіла і це електричне поле невіддільне від електрично зарядженої частинки чи тіла. (Існує електричне поле й іншої природи). Електричне поле виявляють за його дією на електрично заряджену частинку. 7. Електричне поле це один із видів (проявів) електромагнітного поля, як виду матерії; завдяки електричному полю здійснюється електрична взаємодія. Електричне поле виявляють за його дією на

myfizika.files.wordpress.com€¦  · Web view · 2016-09-12Електричне поле. Основні поняття. 1. Згідно сучасних уявлень існує

  • Upload
    buiphuc

  • View
    227

  • Download
    4

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: myfizika.files.wordpress.com€¦  · Web view · 2016-09-12Електричне поле. Основні поняття. 1. Згідно сучасних уявлень існує

Електричне полеОсновні поняття

1. Згідно сучасних уявлень існує електромагнітна взаємодія, котру в окремих випадках можна розділити на електричну та магнітну взаємодію. Електромагнітна взаємодія поширюється у вакуумі зі швидкістю 3∙108 м/с. Існує електромагнітне поле, а електричне і магнітне поля – це два види (прояви) „єдиного” електромагнітного поля. Наявність електричного чи магнітного полів залежить від вибору системи відліку. Електромагнітне поле має енергію (електричне і магнітне поля мають енергію). Існує два види матерії – речовина і поле.

2. При контакті тіл, що посилюється внаслідок тертя, тіла електризуються і стають електрично зарядженими чи набувають електричного заряду, між ними виникає електрична взаємодія. В електризації шляхом контакту чи тертя беруть участь два тіла. Явище електризації контактом чи тертям полягає у здатності тіл електризуватись, тобто набувати електричного заряду внаслідок контакту чи тертя.

3. Електричний заряд – це фізична величина, що характеризує електричну взаємодію і має позначення q. Одиницею електричного заряду у системі СІ є 1 Кулон: [q] = 1Кл.

4. Існує тільки два види електричного заряду: позитивний та негативний заряди; існує тільки два види електрично заряджених частинок: позитивно та негативно електрично заряджені частини, які позначають знаками „+” і „–” відповідно.

5. Електрична взаємодія може проявлятись як електричне притягання чи електричне відштовхування. Різнойменно електрично заряджені тіла (частинки) взаємно притягуються, а однойменно електрично заряджен – взаємно відштовхуються між собою.

6. Електрична взаємодія здійснюється завдяки електричному полю. Існує електричне поле електрично зарядженої частинки чи тіла і це електричне поле невіддільне від електрично зарядженої частинки чи тіла. (Існує електричне поле й іншої природи). Електричне поле виявляють за його дією на електрично заряджену частинку.

7. Електричне поле – це один із видів (проявів) електромагнітного поля, як виду матерії; завдяки електричному полю здійснюється електрична взаємодія. Електричне поле виявляють за його дією на електрично заряджені частинки (тіла). Електричне поле має енергію. Існує електричне поле електрично заряджених частинок (тіл); лінії цього поля не замкнуті, вони починаються на позитивно заряджених та закінчуються на негативно заряджених частинках (існує електричне поле й іншої природи, котре ми вивчатимемо згодом).

8. Лінії електричного поля (лінії напруженості електричного поля) являють собою лінії, по дотичній до яких у кожній точці діють електричні сили з боку електричного поля на пробні електрично заряджені частинки з малим позитивним електричним зарядом. За напрям ліній електричного поля вибрали той напрям, в якому електричне поле діє на позитивно заряджені частинки. Реально існує тільки електричне поле, а лінії поля є уявними, їх вводять для графічного унаочнення наших уявлень про поле.

9. Атом складається із позитивно зарядженого ядра, в якому зосереджена майже вся маса атому, і негативно заряджених електронів з дуже малою масою, які рухаються навколо ядра. Ядро складається із позитивно заряджених протонів і

Page 2: myfizika.files.wordpress.com€¦  · Web view · 2016-09-12Електричне поле. Основні поняття. 1. Згідно сучасних уявлень існує

електронейтральних нейтронів. Атом електронейтральний, тому що кількість протонів у ядрі дорівнює кількості електронів, які рухаються навколо ядра. Порядковий номер хімічного елементу у таблиці Менделєєва відповідає кількості протонів у ядрі атома. Розміри атома порядку 10-10 м, а розміри ядра порядку 10-14 м, тобто частинки займають лише дуже незначний об’єм атому, все інше є вакуумом.

10. Якщо до атому приєднується один чи декілька електронів, то виникає негативно заряджений іон. Якщо атом втрачає один чи декілька електронів, то виникає позитивно заряджений іон.

Опорні конспекти

Page 3: myfizika.files.wordpress.com€¦  · Web view · 2016-09-12Електричне поле. Основні поняття. 1. Згідно сучасних уявлень існує

Шарль Кулон встановив один із найважливіших законівелектрики, названий його ім’ям.Відповідно цього закону сила взаємодії заряджених нерухомих тіл, розмірами яких можна знехтувати, порівняно з відстанню між ними, прямо пропорційна значенням їхніх зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними. - Всі заряджені тіла чи частинки мають електричні поля. - Взаємодія заряджених тіл чи частинок здійснюється через їхні електричні поля. - Сила взаємодії заряджених тіл чи частинок залежить від значень їхніх зарядів і відстані між ними. - Електричні поля реально існують у навколишньому середовищі, як реально існують, наприклад, різноманітні речовини, молекули, атоми, елементарні частинки.

Вправи та задачі для самостійного розв’язку

1. Як і чому взаємодіють між собою при електризації контактом чи тертям: а) поліетиленова і паперова смуги, натерті між собою ? б) дві поліетиленові смуги, натерті об сухий папір ? в) ебонітовий (пластмасовий, гумовий) предмет із ворсинками хутра при натиранні даного предмету об хутро (об сухе волосся на голові) ? г) два ебонітові стержні, натерті об хутро ? д) скляний предмет і вузенькі смужки шовку (сухого паперу) при їх натиранні ? е) ебонітовий стержень, натертий об хутро, зі скляним стержнем, натертим об шовк чи папір ?

2. Як перевірити, позитивно чи негативно зарядженими стають поліетиленова і паперова смуги при їх взаємному натиранні ?

3. Чому іноді одяг притягується до тіла людини, або один до одного ?

Page 4: myfizika.files.wordpress.com€¦  · Web view · 2016-09-12Електричне поле. Основні поняття. 1. Згідно сучасних уявлень існує

Рис. 1.8 а) б)

в)

4. Поясніть механізм переходу електричного заряду від зарядженого електрометра до незарядженого у випадках: а) електрометр заряджений негативно; б) позитивно.

5. Поясніть механізм переходу електричного заряду при заземленні від зарядженого тіла у грунт у випадках: а) тіло заряджено негативно; б) позитивно.

6. Запишіть електричний заряд, рівний плюс двом з половиною мілікулонам та мінус п’яти мікрокулонам і виразіть їх у Кулонах.

7. Двом металевим кулькам, що підвішені на непровідних нитках, надають електричного заряду. Кульки віддалені від інших заряджених тіл (складають замкнуту систему). Яким стане загальний електричний заряд кульок після їх дотику, якщо заряд кожної із них становить: а) +5 мКл і +8 мКл ? б) -24 мКл і +12 мКл ? в) -0,02 Кл і +0,02 Кл ? г) +2 мКл і +0,05 Кл ? д) -750 мкКл і +1 мКл ? е) -330 мкКл і +0,33 мКл ?

8. Поясніть, що відбудеться у електрометрі, якщо до його сфери наблизити без дотику позитивно заряджений скляний стержень ?

9. Відомо, що Земля має негативний електричний заряд -6·105 Кл. Відстань від Землі до Сонця становить 150 млн. км. Через який час Земля „відчує” зміну електричного заряду на Сонці ?

10. Вкажіть на рис.1.8 а); б); в) напрям ліній електричного поля і знак електричних зарядів частинок, що його „породжують”.

11. Як направлена сила, що діє на позитивно заряджену частинку і на негативно

заряджену частинку, по відношенню до напряму лінії електричного поля ? Поясніть рисунком.

12. Чи може частинка мати електричний заряд, рівний: а) 3,5 заряди електрона; б) 5 зарядів протона; в) 1/4 заряду протона; г) –12,8∙10 -19 Кл; д) +2,4∙10 -17 Кл; е) –1,6∙10 -

20 Кл ? Якій кількості і яких частинок з неподільним електричним зарядом відповідає електричний заряд у пунктах г), д), е) ?

13. Якій кількості електронів відповідає заряд електрометра – 6,4∙10 -9 Кл ? 14. Кисень займає 8-ий порядковий номер у таблиці Менделєєва. Скільки протонів містить

ядро кисню і скільки електронів у атома кисню ?15. Розв’яжіть попередню задачу для вуглецю, цинку, ртуті.16. До атома кисню приєднався один електрон. Як називається утворена частинка ? Який

її електричний заряд ? 17. Від атома кисню відокремився один електрон. Як називається утворена частинка ?

Який її електричний заряд ? 18. Від атома кисню відокремилось два електрони. Як називається утворена частинка ?

Який її електричний заряд ?

Повторення і узагальнення матеріалу Питання для взаємоконтролю

Електричний заряд. Два види електричного заряду1. Яке походження слова „електрика” ?2. Як можна наелектризувати тіла ? Що виникає між наелектризованими тілами ? Чого

набувають наелектризовані тіла ? 3. В чому полягає явище електризації ? Чому сила електричної взаємодії при

електризації тертям більша, ніж при електризації контактом ?4. Як показати, що під час контакту чи тертя електризуються обидва тіла ?5. Що таке електричний заряд ? Що характеризує електричний заряд ?6. Яке позначення і одиниця електричного заряду та її скорочений запис ?7. Скільки існує у природі видів електричного заряду і видів електрично заряджених

Page 5: myfizika.files.wordpress.com€¦  · Web view · 2016-09-12Електричне поле. Основні поняття. 1. Згідно сучасних уявлень існує

частинок, як їх називають і позначають ? 8. Які тіла при електризації набувають позитивного, а які негативного електричного

заряду ? 9. Які електрично заряджені тіла притягуються, а які – відштовхуються ? 10. Чому кожен атом і молекула за звичайних умов є електрично нейтральними ?11. *** Чим відрізняється електрична взаємодія від гравітаційної ? 12. В чому полягає подільність електричного заряду ? Як довести подільність

електричного заряду на досліді ?13. Чи існує межа подільності електричного заряду ? В чому полягає дискретність

електричного заряду ?14. Які ви знаєте частинки з найменшим неподільним електричним зарядом і який у них

заряд ? Будова атому

1. Що являє собою атом згідно ядерної (планетарної) моделі ? 2. Які частинки входять до складу атомного ядра ?3. Що є основною характеристикою хімічного елемента? Яка існує відповідність між

будовою атома і порядком розташування хімічних елементів у таблиці Менделєєва ?4. Чим відрізняються між собою атоми різних хімічних елементів ?5. Яка будова атомів водню, гелію, літію ? 6. Як утворюються позитивно і негативно заряджені іони ?7. *** Що являє собою альфа-частинка ? В чому полягає суть досліду Резерфорда ?

Початкові уявлення про електричне поле

1. Завдяки чому існує взаємодія між електрично зарядженими тілами чи частинками ? Поясніть як відбувається ця взаємодія ?

2. Електричне поле якої природи (яке „джерело” електричного поля) ми вивчили ? Чи існує електричне поле реально ? Як можна пересвідчитись у наявності електричного поля ?

3. Що відбудеться з електричним полем навколо електрично зарядженого тіла (частинки) при: а) збільшенні його (її) електричного заряду ?

4. б) при збільшенні відстані від зарядженого тіла (частинки) ?5. З якою метою вводять поняття ліній електричного поля ? Чи існують лінії

електричного поля реально ?6. Що являють собою лінії електричного поля, як вибрали їх напрям і яка їх повна

назва ?7. Який ви знаєте метод експериментального дослідження картини ліній електричного

поля ? Наведіть приклади.8. Зобразіть картину ліній електричного поля для: а) позитивно електрично зарядженої

сферичної частинки; б) негативно зарядженої сферичної частинки; в) двох паралельних різнойменно заряджених пластин із однаковим за модулем зарядом.

9. *** Зобразіть картину ліній електричного поля для: а) двох різнойменно заряджених частинок із однаковим за модулем зарядом; б) двох позитивно заряджених частинок із однаковим зарядом; в) двох негативно заряджених частинок із однаковим зарядом.

Контроль знань учнівВаріант 1

1.Що означає вираз «тіло наелектризоване»?A. його натерли папером;B. його наелектризували;C. йому надали електричного заряду;D. до нього піднесли наелектризоване тіло;E. інша відповідь;

Page 6: myfizika.files.wordpress.com€¦  · Web view · 2016-09-12Електричне поле. Основні поняття. 1. Згідно сучасних уявлень існує

F. всі твердження правильні.

1. З чого складаються молекули?A. з кристалівB. з електронівC. з йонівD. з атомівE. інша відповідь

3. Три тіла заряджені так, як показано на рисунку. Які з тіл притягуються між собою?

A. 3 і 1; 3 і 2; 2 і 1B. тільки 1 і 2; 1 і 3C. тільки 2 і 3 ; 2 і 1D. тільки 3 і 2; 3 і 1E. інша відповідь

4. Чи може електричний заряд дорівнювати 2*10 -19 Кл? Чому?5. Визначте знаки заряджених кульок, якщо до них піднесли скляну паличку.

6. Зобразіть напрям силових ліній електростатичного поля, створеного зарядами.а) б)

7. Визначте, скільки надлишкових електронів на тілі, електричний заряд якого дорівнює – 4, 8 *10-17 Кл.8. Як зміниться сила взаємодії двох точкових зарядів, якщо: а) один з них збільшити у 4 рази, а другий зменшити у 2 рази? б) збільшити відстань між зарядами у 3 рази?9. За графіком залежності модуля сили взаємодії точкових однакових електричних зарядів від відстані між ними визначте значення зарядів.

Варіант 2

1.Як передати електричний заряд від одного тіла до іншого?A. потерти наелектризоване тіло паперомB. доторкнутися наелектризованого тіла не наелектризованим тіломC. піднести не наелектризоване тіло до наелектризованогоD. всі твердження правильні

Page 7: myfizika.files.wordpress.com€¦  · Web view · 2016-09-12Електричне поле. Основні поняття. 1. Згідно сучасних уявлень існує

E. інша відповідь

2. Які частинки рухаються навколо ядра?A. протониB. нейтрониC. йониD. електрониE. інша відповідь

3. Три тіла заряджені так, як показано на рисунку. Які з тіл відштовхуються?A. тільки 1 і 3B. тільки 2 і 3C. тільки 1 і 2D. інша відповідь

4. Чи може електричний заряд ділитися нескінченно? Чому?

5. Визначте знаки заряджених кульок, якщо до них піднесли ебонітову паличку.

6. Зобразіть напрям силових ліній електростатичного поля, створеного зарядами.

а) б)

7. Визначте електричний заряд тіла, на якому не вистачає 108 електронів.

8. Визначте силу взаємодії двох точкових електричних зарядів 4 нКл і 1 нКл, розміщених на відстані 200 см один від одного.

9. Заряди 90 і 10 мКл розташовані на відстані 8 см один від одного. Де треба розмістити третій заряд, щоб сили, які діють на нього з боку двох інших зарядів, були рівні за модулем, але протилежні за напрямком?

I . Електричні заряди. Закон збереження електричного заряду. Закон Кулона.

№ 1.1 Скільки електронів проходять через поперечний переріз провідника за 3 хв. При силі струму 2А?

Page 8: myfizika.files.wordpress.com€¦  · Web view · 2016-09-12Електричне поле. Основні поняття. 1. Згідно сучасних уявлень існує

Розв’язуванняq=I⋅t

N=q|e|

q=2 A⋅180 c=360 Кл

N=360 Кл1,6⋅10−19 Кл

=225⋅1019 Кл

№ 1.2 Протон і електрон атому водню зазнають гравітаційне і електричне притягання. Яка із взаємодій більша і в скільки разів? Розв’язування

Fт=Gme⋅mp

R2

Fел=k e2

R2

Fел=

G⋅me⋅mp⋅R2

R2⋅k⋅e2

Fел=6 , 67⋅10−11⋅9,1⋅10−31⋅1 , 67⋅10−27

9⋅109⋅2 , 56⋅10−38 =4⋅10−40

Fел=1

4⋅10−40 −0 , 25⋅1040=25⋅1038

№ 1.3 Знайти відстань між зарядами q1=1мкКл, q2=6мкКл, якщо сила взаємодії дорівнює 9мН.

Розв’язування

F=k|q1|⋅|q2|

R2

R=√k|q1|⋅|q2|F

R=√9⋅109⋅10−6⋅6⋅10−6

9⋅10−3 =√6=2 ,45 м

Дано:

|e|=1,6⋅10−19 Клt=3хв.=180сI=2AN-?

Дано:me=9,1·10-31кгmp=1,67·10-27кг[ e[=1,6·1019 Клqp=1,6·10-19КлG=6,67·10-11 (H·м2)/кг2

к=9·109

Н·м2/Кл2

Fел−?

Дано:q1=10-6Клq2=6·10-6 КлF=9·10-3Нk=9·109Н·м2/Кл2

R-?

Page 9: myfizika.files.wordpress.com€¦  · Web view · 2016-09-12Електричне поле. Основні поняття. 1. Згідно сучасних уявлень існує

№ 1.4 Однакові кульки масою по 0,5 г підвісили на нитці в точках В і С. Визначити силу натягу нитки на ділянках АВ і ВС, якщо кульки мають заряди по 5 нКл, а відстань між кульками 4 см.

Розв’язуванняЗаряди однойменні, отже вони відштовхуються.За II законом Ньютона: У точці С:

FH 1+Fk+m g=ma=0 OY: FH !=Fk+mg

FH 1=

k⋅|q1|⋅|q2|

R2 +mg

FH 1=9⋅109⋅25⋅10−18

16⋅10−4 +5⋅10−4⋅10=51 ,4⋅10−4 H

OY: У точці В: FH 2+F2+F H1+m g=0 Fн2=Fн1+mg-Fк

Fн2=(Fk+mg)+mg-Fk=2mgFн2=2·5·10-4кг·10н/кг=10мН

№ 1.5 Дві кульки, розташовані на відстані 20 см одна від одної, мають однакові негативні заряди й взаємодіють із силою 0,46 мН. Визначити кількість “надлишкових” електронів на кожній кульці.

Дано:m1=m2=0,5кг=5·10-4кгR=BC=4см=4·10-2мq1=q2=5·10-9КлFH1-?FH2-?

Page 10: myfizika.files.wordpress.com€¦  · Web view · 2016-09-12Електричне поле. Основні поняття. 1. Згідно сучасних уявлень існує

Розв’язування

F=k·|q1|·|q2|

R2 =k ·q2

R2

q=N ·qe , N=qqe

|q|=√FR2

k

|q|=√0 , 46·10-3 ·2,2·10-2

9·109=0 , 452 ·10-7 Кл

N=0 , 452·10-7

1,6 ·10-19 =0 , 2825·1012=28 , 25·1010

№ 1.6 Дано три однойменні заряди: q1=12 нКл, q2=20 нКл і q3=5 нКл. Заряди q1 і q2

розташовані на відстані 8 мм. Заряд q3 розташований на відстані 3 мм від q1 і 5 мм від q2. Яка сила діятиме на заряд q3? Як змінюється сила, якщо q2=-20 нКл?

Розв’язування

A)

F1=k⋅|q1|⋅|q2|

r12

F2=

k⋅|q3|⋅|q2|

r22

F=F1−F2

F=60⋅10−3 H−36⋅10−3 H =14 мНБ)

F=F1+F2

F=60⋅10−3 H +36⋅10−3 H=96⋅10−3 H

№ 1.7 Заряди 40 нКл і –10 нКл розташували на відстані 10 см один від одного. Яким треба взяти третій заряд щоб система перебувала у рівновазі? Де треба його розташувати?

Дано:R=20·10-2м=0,2мq1=q2=q<0F=0,46·10-3H

N=|qe|−?

Дано:A) q1=12·10-9Клq2=20·10-9 Клq3=5·10-9 Клr=8·10-3мr1=3·10-3мr2=5·10-3мБ) q2=-20·10-9

КлF-?

Page 11: myfizika.files.wordpress.com€¦  · Web view · 2016-09-12Електричне поле. Основні поняття. 1. Згідно сучасних уявлень існує

Розв’язування

Якщо заряди q1 і q2 різнойменні, то заряд q3 розташовують на прямій за тим зарядом, який менший за модулем.

F1=k⋅|q1|⋅|q2|

R22

, F2=

k⋅|q1|⋅|q2|

R12

F1=F2k⋅|q1|⋅|q2|

R22 =

k⋅|q2|⋅|q3|

R12

; R2=R+R1

|q1|

R22 =

|q2|

R12

;

R22

R11=

|q1||q2| ;

R2

R1=√|q1

q2|

R+R1

R1=√|q1

q2|

;

RR1

+1=√|q1

q2|

R1=R

√|q1

q2|−1

;

R=10⋅10−2

√40⋅10−9

10⋅10−9 −1

=10⋅10−2 м

R1=10 см, R2=20 смНа відстані 10 см від меншого за модулем заряду і на відстані 20 см від більшого.

№ 1.8 Однакові металеві кульки q1=5 нКл і q2=11 нКл знаходяться на відстані 8 мм одна від одної. Кульки доторкнули одну до одної. На яку відстань їх треба розвести, щоб сила взаємодії не змінилася?

Розв’язування

F1=k⋅|q1|⋅|q2|

R12

, F1=

9⋅109⋅5⋅10−9⋅11⋅10−9

64⋅10−6 =7 ,73⋅10−3 H

q=q1+q2

2 , q=5⋅10−9 Кл+11⋅10−9 Кл

2=8⋅10−9 Кл

Дано:q1=40·10-9Клq2=-10·10-

9КлR=10·10-2мR1-?R2-?q3-?

Дано:q1=5·10-5 Клq2=11·10-9КлR1=8·10-3мF1=F2

R2-?

Page 12: myfizika.files.wordpress.com€¦  · Web view · 2016-09-12Електричне поле. Основні поняття. 1. Згідно сучасних уявлень існує

R2=√9⋅109 Н⋅м2

Кл2 ⋅8⋅10−9 Кл⋅8⋅10−9 Кл

7 , 73⋅10−3 H=8 , 63⋅10−3 м=

¿8 , 63 мм

№ 1.9 Дві однакові металеві кульки зарядили так, що заряд однієї з них у 10 разів більший, ніж другої. Кульки доторкнули одну до одної і розвели на попередню відстань. У скільки

разів (за модулем) зміниться сила їхньої взаємодії ( F2

F1), якщо: 1) заряди однойменні; 2)

різнойменні.Розв’язування

1) F1=

kq⋅10 qR2 =10 kq2

R2

q11=q2

1=q+10 q2

=11q2 ,

F2=k 121 q2

4 R2 =12kq2

4 R2

F1

F2=121rq2

4 R2 ⋅ R2

10 kq2 =12140

=3 ,025

2)F1=

10kq2

R2 , q1

1=q21=10 q−q

2=9 q

2

F2=k 81 q2

4 R2 =81kq2

4 R2

F2

F1=81 kq2

4 R2 ⋅ R2

10 kq2 =8140

=2 , 025

№ 1.10 Дві однакові металеві кульки масою по 0,25 г підвішено в одній точці на нитках довжиною 30 см. Після надання їм від’ємного заряду кульки розійшлися на відстань 20 см одна від одної. Скільки електронів було передано кулькам?

Розв’язування

N+Fk+m g=0

OX: Ncosα-mg=0, N= mg

cosαOY: Fел-Nsinα=0

Fел=N sin α= mgcos α

⋅sin α=mgtg α

b=√900−100=√800=28 ,3 см

Дано:q1=qq2=10qR1=R2=RF2

F1−?

Дано:m1=m2=m=0,25г=0,25·10-3 кгl=30см=0,3мd=20см=0,2мq1=q2=qN-?

Page 13: myfizika.files.wordpress.com€¦  · Web view · 2016-09-12Електричне поле. Основні поняття. 1. Згідно сучасних уявлень існує

tg α=

d2b

= 0,1 м28 ,3⋅10−2 м

=0 ,353

Fел=0 ,25⋅10−3 кг⋅10 Нкг

⋅0 ,353=0 , 88⋅10−3 Н

q=√ F⋅d2

k

q=√88⋅10−5 H⋅4⋅10−2 м2

9⋅109 Н⋅м2

Кл2

=√39 б 1⋅10−16=

6 ,25⋅10−8 Кл№ 1.11 Дві однакові металеві заряджені кульки знаходяться на відстані 10 см одна від одної. Сила відштовхування кульок 50 мкН. Після дотику та віддалення кульок на початкову відстань сила відштовхування стала рівною 120 мкН. Знайдіть заряди кульок перед дотиком.

Розв’язування

Після дотику:

F2=kq2

R2,

q=√ F2 R2

k

q=√120⋅10−6 H⋅10−2 м2

9⋅109 H⋅м2

Кл2

≈1,2⋅10−8 Кл

q=q1+q2

2 ; q2=2q−q1

F1=k|q1||q2|

R2 =kq1(2q−q1)

R 2

F1R2-2qkq1+kq12=0

5·10-5·10-2-2·1,2·10-8·9·109q1+9·109q12=0

9·109q1-216q1+5·10-7=0

Д=46656-18000=28656, √ Д=169 ,3q1=

216−169 ,318·109

=0 ,259 ·10-8 Кл

q2=216+169 ,318·109 =2 ,141·10-8 Кл

Задачі для самостійної роботи

Дано:R=0,1 мF1=50·10-6HF2=120·10-6Hq1-?q2-?

Page 14: myfizika.files.wordpress.com€¦  · Web view · 2016-09-12Електричне поле. Основні поняття. 1. Згідно сучасних уявлень існує

№ 1.12 Два різнойменні рівні за модулем заряди, що знаходяться на відстані 5 см один від одного притягуються з силою 4 мН. Визначіть модулі зарядів. Відповідь: |q1|=|q2|=3,3⋅10−8 Кл .№ 1.13 Заряди 5 нКл і 8 нКл розташовані на відстані 10 см один від одного. Яка сила діятиме на заряд 4 нКл, розміщений у точці, що віддалена на 4 см від меншого заряду і 6

см від більшого? Відповідь: F=3 , 25⋅10−5 Н№ 1.14 Заряди 20 нКл і 50 нКл розташовані на відстані 12 см один від одного. Де треба

розмістити третій заряд, щоб він перебував у рівновазі? Відповідь: R1=4 , 65⋅10−2 м від меншого заряду.№ 1.15 Дві однакові свинцеві кульки масою по 2,5 г підвішено в одній точці на нитках довжиною 1 м. Після надання їм відємного заряду кульки розійшлися на відстань 10 см

одна від одної. Скільки електронів було передано кулькам? Відповідь: 0,23·1012

№ 1.16 Однакові металеві кульки заряджені однойменно зарядами q і 4q, розташовані на відстані r одна від одної. Кульки доторкнули одну до одної. На яку відстань х їх треба розвести, щоб сила взаємодії не змінилася? Відповідь: х=1,25·r№ 1.17 У вершинах квадрата із стороною а=50 см розташували заряди по 1·10-6 Кл. Який негативний заряд треба помістити в точці перетину діагоналей, щоб уся система пребувлаа в рівновазі? Відповідь: q≈9,6·10-7Кл .№ 1.18 Дві однакові кульки, підвішені на нитках завдовжки по 20 см, дотикаються одна до одної. Кулькам надали загального заряду 4·10-7 Кл, після чого вони розійшлися так, що кут між нитками дорівнює 600. Визначити масу кожної кульки. Відповідь: m≈1,6г№ 1.19 З якою силою взаємодіють два заряди -2·10-8 Кл і -9·10-8 Кл, перебуваючи на відстані 9 см один від одного в парафіні? У склі? Відповідь: F1=1·10-3H, F2≈2,9·10-4H