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:
- Задачи на закон Кулона.
- Задачи на теорему Гаусса.
- Задачи на работу поля и потенциал.
- Задачи на конденсаторы и электроемкость.
- 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 и мк Кл?
Решение
По закону Кулона:
Вычислим:
Ответ: 720 Н.
Задача №2. Электрическое поле
Условие
Капля массой 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: Кл.
Задача №3. Конденсатор
Условие
Конденсатору емкостью 0,02 мкФ сообщили заряд 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:
- Напряженность – векторная физическая величина, численно равная силе, действующей на единичный положительный точечный заряд, помещенный в данную точку поля.
- Потенциал – энергетическая характеристика электрического поля, определяет «потенциал», запас энергии, работу, которую поле может совершить.
- 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.
