Задачи по теме электрическое поле с решением

Электрическое поле нельзя увидеть, но оно есть. А вместе с ним есть много физических задач, которые нужно уметь решать. В сегодняшней статье рассмотрим примеры решения задач на тему электрическое поле.

Присоединяйтесь к нам в телеграме: там есть полезная информация для абитуриентов и новости для студентов всех специальностей. А еще, у нас появился отдельный канал с акциями и приятными скидками на наши услуги.

Электрическое поле: решение задач

Как быстро решать задачи по физике? В этом деле поможет только практика. А чтобы практиковаться эффективно, посмотрите общую памятку по решению физических задач и держите под рукой полезные формулы.

Если вы интересуетесь другими темами, загляните в наш блог. Там уже есть:

1. Задачи на закон Кулона.
2. Задачи на теорему Гаусса.
3. Задачи на работу поля и потенциал.
4. Задачи на конденсаторы и электроемкость.
5. Задачи на ток в полупроводниках и др.

Рассмотрим несколько классических задач на электрическое поле.

Задача №1. Закон Кулона

Условие

Два точечных заряда в вакууме находятся на расстоянии 2 см друг от друга. С какой силой взаимодействуют заряды, если их величины соответственно равны $-4$ и $8$ мк Кл?

Решение

По закону Кулона:

Вычислим:

Ответ: 720 Н.

Задача №2. Электрическое поле

Условие

Капля массой ${10}^{-4}$грамма находитcя в равновесии в электрическом поле напряженностью 98 Н/Кл. Какой заряд имеет капля?

Решение

Так как капля находится в состоянии равновесия, поле действует на нее с силой, равной силе тяжести:

Отсюда найдем:

Ответ: ${10}^{-8}$ Кл.

Задача №3. Конденсатор

Условие

Конденсатору емкостью 0,02 мкФ сообщили заряд ${10}^{-8}$Кл. Какова напряженность поля между пластинами конденсатора, если расстояние между ними равно 5 мм. 

Решение

Разность потенциалов между обкладками можно найти, зная емкость:

Теперь найдем напряженность:

Ответ: 100 В/м.

Задача №4. Энергия конденсатора

Условие

Конденсатор емкостью 10 мкФ имеет энергию 2 мДж. Найти разность потенциалов на обкладках конденсатора.

Решение

Зная формулу для энергии конденсатора, можно найти разность потенциалов:

Ответ: 20 В.

Задача №5. Потенциал поля

Условие

Тонкая квадратная рамка равномерно заряжена с линейной плотностью
Заряда 200 пКл/м. Определить потенциал поля в точке пересечения
диагоналей.

Решение

Определим потенциал, создаваемый участком AB. Бесконечно малый элемент dr создает в точке O потенциал:

Из рисунка:

Тогда выражение для потенциала можно переписать:

Полный потенциал от участка AB:

Поскольку рамка квадратная, будем иметь симметричную картину и общий потенциал:

Ответ: 22,6 В.

Вопросы на тему «Электрическое поле»

Вопрос 1. Что такое электрическое поле?

Ответ. Электрическое поле – это вид материи, существующий вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также при изменении магнитного поля (например, в электромагнитных волнах).

Вопрос 2. Чем создается электрическое поле?

Ответ. Электрическое поле создается электрическими зарядами и может быть обнаружено по действию на них.

Вопрос 3. Каковы свойства (характеристики) электрического поля?

Ответ. Величины, характеризующие поле:

1. Напряженность – векторная физическая величина, численно равная силе, действующей на единичный положительный точечный заряд, помещенный в данную точку поля.
2. Потенциал – энергетическая характеристика электрического поля, определяет «потенциал», запас энергии, работу, которую поле может совершить.
3. Напряжение – определяется отношением работы электрического поля A к величине заряда q, который перемещается в нём.

Каждая точка электрического поля обладает потенциалом, а между двумя разными точками образуется разница потенциалов и возникает напряжение.

Вопрос 4. Как поле изображается графически?

Ответ. Электрическое поле изображают с помощью силовых линий  - направленных линий, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора напряженности электрического поля.

Свойства силовых линий:

• силовые линии не пересекаются;
• силовые линии не имеют изломов;
• силовые линии начинаются и заканчиваются на зарядах, или уходят в бесконечность.

Вопрос 5. Что такое эквипотенциальные поверхности?

Ответ. Эквипотенциальная поверхность – поверхность, во всех точках которой потенциал электрического поля имеет одинаковое значение.

Нужна помощь в решении задач и других заданий по учебе? Обращайтесь в профессиональный сервис для учащихся в любое время.