Основы электродинамики. Электростатика

Электростатика

Решение задач

1. Два шарика, несущие на себе электрические заряды Q₁ = 8,0 • 10^-9 Кл и Q₂ = -3,2 • 10^-9 Кл на некоторое время привели в соприкосновение друг с другом. После соприкосновения заряд одного из них оказался равен q = 1,6 • 10^-9 Кл. Определите заряд q₂ другого шарика после соприкосновения.

2. Незаряженное тело на некоторое время привели в соприкосновение с заряженным шариком, имеющим начальный заряд q₀ = 5,8 • 10^-9 Кл. Каким станет заряд шарика после соприкосновения с телом, если в результате соприкосновения с шариком заряд тела оказался равен q₁ = 2,3 • 10^-9 Кл?

3. Определите модуль силы (кН) взаимодействия двух одинаковых точечных зарядов 1 нКл каждый, если расстояние между ними 1 мкм.

4. Определите величину одинаковых точечных зарядов (мкКл), взаимодействующих в вакууме с силой, модуль которой 0,1 Н. Расстояние между зарядами 5 м.

5. Два одинаковых маленьких металлических шарика с зарядами +q и -3q привели в соприкосновение и затем раздвинули на прежнее расстояние, гораздо большее, чем диаметры шариков. Во сколько раз уменьшилась сила взаимодействия между шариками?

6. Определите величину точечного заряда, если в однородном электрическом поле напряженностью 100 В/м на него действует сила 25 Н.

7. Определите напряженность (МВ/м) электрического поля, создаваемого точечным зарядом q = -80 нКл на расстоянии 1 см от него.

8. Определите результирующую напряженность (кВ/м) поля в области действия двух однородных взаимно перпендикулярных полей напряженностями 1,2 кВ/м и 1,6 кВ/м.

9. При перемещении заряда из одной точки электрического поля в другую с разностью потенциалов 3 кВ совершена работа 1 Дж. Определите величину перемещаемого заряда (мКл).

10. Чему равен потенциал (кВ) поля в точке А, созданного зарядом

q = 4 • 10^-8 Кл? Расстояние от заряда до точки А r = 8 см.

11. Два заряда 3 мкКл и 1 мкКл находятся в воздухе на расстоянии 40 см. Какую работу (мДж) надо совершить, чтобы сблизить их до 20 см?

12. Точечные электрические заряды 100 нКл и 300 нКл расположены на расстоянии 50 см друг от друга. Определите потенциальную энергию (мДж) этой системы зарядов.

13. Модуль напряженности электрического поля в пространстве между пластинами плоского конденсатора в вакууме 60 В/м, расстояние между пластинами 4 см. Определите напряжение на пластинах конденсатора.

14. Определите емкость батареи (нФ) конденсаторов, если C₁ = 5 нФ,

C₂ = 15 нФ (рис.).

15. Определите площадь (см²) каждой из обкладок плоского конденсатора с воздушным промежутком 3  мм, если его емкость 5 пФ.

16. Плоский конденсатор с расстоянием между пластинами 1 мм заряжен от источника тока напряжением 20 В. Определите напряжение между пластинами, если отключив конденсатор от источника тока, раздвинуть их до расстояния 5 мм.

17. Какой заряд необходимо сообщить земному шару, чтобы изменить его потенциал на 3 кВ? Радиус Земли 6400 км.

18. К батарее конденсаторов С₁ = 1 мкФ, С₂ = 2 мкФ, С₃ = 3 мкФ подключили напряжение 100 В. Определите напряжение на конденсаторе С₁ (рис.).

19. Определите энергию (мкДж), запасенную в конденсаторе емкостью 32 нФ, заряженном до напряжения 30 В.

20. Три конденсатора емкостями 10 мкФ, 20 мкФ и 30 мкФ соединены последовательно и подключены к источнику напряжения 60 В. Определите энергию (мДж), запасенную всей системой.

21. Четыре конденсатора одинаковой емкости соединены так, как показано на рисунке. Во сколько раз энергия второго конденсатора отличается от энергии четвертого конденсатора?