Расскажи друзьям!

Электростатика

Если в условии задачи не указано, в какой среде находятся заряды, то будем считать, что они находятся в воздухе, относительная диэлектрическая проницаемость которого E = 1. Для некоторых других диэлектриков значение относительной диэлектрической проницаемости приведено в таблице 14 приложения. Если в задаче приведена графическая зависимость нескольких величин от какой-либо одной и при этом все кривые изображены на одном графике, то по оси у задаются условные единицы. В задачах 9.32, 9.122, 9.123 дан авторский вариант решения.

9.1. Найти силу F притяжения между ядром атома водорода и электроном. Радиус атома водорода r = 0,5 • 10-10м; заряд ядра равен по модулю и противоположен по знаку заряду электрона.


9.2. Два точечных заряда, находясь в воздухе = 1 ) на расстоянии r1 = 20 см друг от друга, взаимодействуют с некоторой силои. На каком расстоянии r2 нужно поместить эти заряды в масле, чтобы получить ту же силу взаимодействия?

9.3. Построить трафик зависимости силы F взаимодействия между двумя точечными зарядами от расстояния r между ними в интервале 2< r < 10 см через каждые 2см. Заряды q1 = 20 нКл и q2 = 10 нКл.

9.4. Во сколько раз сила гравитационного притяжения между двумя протонами меньше силы их электростатического отталкивания? Заряд протона равен по модулю и противоположен по знаку заряду электрона.

9.5. Найти силу F электростатического отталкивания между ядром атома натрия и бомбардирующим его протоном, считая, что протон подошел к ядру атома натрия на расстояние

r = 6*10-14 м. Заряд ядра натрия в 11 раз больше заряда протона. Влиянием электронной оболочки атома натрия пренебречь.

9.6. Два металлических одинаково заряженных шарика массой т - 0,2 кг каждый находятся на некотором расстоянии друг от друга. Найти заряд q шариков, если известно, что на этом расстоянии энергия Wэл их электростатического взаимодействия в миллион раз больше энергии 1Vгр их гравитационного взаимодействия.

9.7. Во сколько раз энергия Wэл электростатического взаимодействия двух частиц с зарядом q и массой т каждая больше энергии Wгр их гравитационного взаимодействия? Задачу решить для: а) электронов; б) протонов.

9.8. Построить график зависимости энергии Wэл электростатического взаимодействия двух точечных зарядов от расстояния между ними в интервале 2 < r < 10 см через каждые 2 см. Заряды q1 = 1 нКл и q2 = 3 нКл. График построить для: а) одноименных зарядов; б) разноименных зарядов.



9.9. Найти напряженность ? электрического поля в точке, лежащей посередине между точечными зарядами q1 = 8 нКл и

q2 = -6 нКл. Расстояние между зарядами r=10 см; e = 1.

9.10. В центр квадрата, в каждой вершине которого находится заряд q = 2,33 нКл, помещен отрицательный заряд q0. Найти этот заряд, если на каждый заряд q действует результирующая сила F = 0 .

9.11. В вершинах правильного шестиугольника расположены три положительных и три отрицательных заряда. Найти напряженность Е электрического поля в центре шестиугольника при различных комбинациях в расположении этих зарядов. Каждый заряд q = 1,5 нКл; сторона шестиугольника а = 3 см.


9.12. Решить предыдущую задачу при условии, что все шесть зарядов, расположенных в вершинах шестиугольника, положительны.

9.13. Два точечных заряда q1 =7,5нКл и q2 =-14,7 нКл расположены на расстоянии r = 5см. Найти напряженность Е электрического поля в точке, находящейся на расстояниях а = 3 см от положительного заряда и b = 4 см от отрицательного заряда.

9.14. Два шарика одинаковых радиуса и массы подвешены на нитях одинаковой длины так, что их поверхности соприкасаются. После сообщения шарикам заряда q0 = 0,4 мкКл они оттолкнулись друг от друга и разошлись на угол 2а = 60°. Найти массу т каждого шарика, если расстояние от центра шарика до точки подвеса l = 20 см.

9.15. Два шарика одинаковых радиуса и массы подвешены на нитях одинаковой длины так, что их поверхности соприкасаются. Какой заряд q нужно сообщить шарикам, чтобы сила натяжения нитей стала равной Т = 98 мН? Расстояние от центра шарика до точки подвеса l = 10см; масса каждого шарика m = 5 г.

9.16. Найти плотность материала р шариков задачи 9.14, если известно, что при погружении этих шариков в керосин угол расхождения нитей стал равным 2аk: = 54°.

9.17. Два заряженных шарика одинаковых радиуса и массы подвешены на нитях одинаковой длины и опущены в жидкий диэлектрик, плотность которого равна р и диэлектрическая проницаемость равна e, Какова должна быть плотность р0 материала шариков, чтобы углы расхождения нитей в воздухе и в диэлектрике были одинаковыми?

9.18. На рисунке АА — заряженная бесконечная плоскость с поверхностной плотностью заряда ? = 40мкКл/м2 и В — одноименно заряженный шарик с массой т = 1 г и зарядом q = 1 нКл. Какой угол а с плоскостью АА образует нить, на которой висит шарик?


9.19. На рисунке AA — заряженная бесконечная плоскость и В — одноименно заряженный шарик с массой т= 0,4 мг и зарядом q = 667 пКл. Сила натяжения нити, на которой висит шарик, T = 0,49мН. Найти поверхностную плотность заряда σ на плоскости АА.

9.20. Найти силу F, действующую на заряд q = 2 СГСq, если заряд помещен: а) на расстоянии r = 2 см от заряженной нити с линейной плотностью заряда τ = 0,2 мкКл/м; б) в поле заряженной плоскости с поверхностной плотностью заряда σ = 20 мкКл/м2; в) на расстоянии r = 2 см от поверхности заряженного шара с радиусом R = 2 см и поверхностной плотностью заряда σ = 20 мкКл/м2. Диэлектрическая проницаемость среды e = 6.