Гдз все для учебы

Решение задач по электростатике

Задача 1

Два одинаковых маленьких проводящих шарика, с зарядами $q_1 = 32$ нКл и $q_2 = 18$ нКл, находятся в воздухе. Шарики привели в соприкосновение, а затем развели на расстояние $r = 15$ см. Модуль силы $F$ электростатического взаимодействия между шариками равен:

1. 2,0 мкН

2. 3,6 мкН

3. 4,4 мкН

4. 5,0 мкН

5. 6,2 мкН

Ответ: 4) 5,0 мкН

Задача 2

Два маленьких проводящих шарика подвешены на длинных непроводящих нитях к одному крючку. Шарики заряжены одноименными равными зарядами и находятся на расстоянии 5 см друг от друга. Что произойдет, если один из шариков разрядить?

Задача 3

Два маленьких шарика массой 10 г каждый соединены тонким невесомым стержнем длиной 20 см. Определить момент инерции системы относительно оси, перпендикулярной стержню и смещенной относительно центра по перпендикуляру к стержню на половину длины стержня.

Задача 4

Два маленьких, одинаковых по размеру заряженных шарика, находящихся на расстоянии 0,2 м, притягиваются с силой $F = 4 \times 10^{-3}$ Н. После того как шарики были приведены в соприкосновение и затем разведены на прежнее расстояние, они стали отталкиваться с силой $F_2 = 2,25 \times 10^{-3}$ Н. Определить первоначальные заряды шариков.

Задача 5

Два металлических шарика с радиусами $r = 1$ см каждый находятся на расстоянии $a_1 = 15$ см друг от друга. Заряды шариков равны $q_1 = q_2 = 10^{10}$ Кл и противоположны по знаку. Определить энергию $W_e$ этой системы и какую работу $A$ надо совершить, чтобы увеличить расстояние между шариками до $a_2 = 150$ см.

Задачи по физике

Задача 1

Два одинаково заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на угол α. Шарики погружают в масло. Какова плотность ρ масла, если угол расхождения нитей при погружении в масло остается неизменным? Плотность материала шариков ρ0=1,5*10^3 кг/м3, диэлектрическая проницаемость масла ε=2,2.

Задача 2

Два одинаковых баллона, содержащих газ при температуре 0°С, соединены узкой длинной горизонтальной трубкой диаметром 6 мм. Посредине трубки находится капелька ртути, которая делит весь объём на две равные части по 200 см3 каждая. Один баллон нагрели на 5°С, а другой на столько же градусов охладили. На какое расстояние переместится при этом капелька?

Задача 3

Два одинаковых металлических шарика с зарядами q1 Кл и q2 Кл расположены на расстоянии r = 5 см один от другого. Как изменится сила их взаимодействия, если шарики сначала соединить проволокой, а затем её убрать?

Задача 4

Два одинаковых плоских конденсатора подключены к источникам напряжения U. Пространство между пластинами конденсаторов заполнено слоями диэлектриков одинаковой толщины с диэлектрическими проницаемостями e1 и e2. В одном конденсаторе слои расположены параллельно обкладкам, во втором перпендикулярно. Во сколько раз отличаются электроемкости этих конденсаторов и напряженности полей в однородных диэлектриках? Чему равна поверхностная плотность связанных зарядов на границе раздела диэлектриков?

Задача 5

Два одинаковых разноименно заряженных шарика расположены на расстоянии r = 2 см друг от друга, значительно большем радиуса шариков. Шарики притягиваются с силой F = 40 мкН. После того как шарики соединили проволочкой и убрали ее, они стали отталкиваться с силой F = 22,5 мкН. Найдите первоначальные заряды q1 и q2 шариков.

Задача 6

Точечный отрицательный заряд q0 движется параллельно оси Ox, проходящей через неподвижный отрицательный точечный заряд q1 и неподвижный положительный точечный заряд q2. Если график зависимости потенциальной энергии взаимодействия W зааряда q0 с неподвижными зарядами от его координаты x приведен на рисунке, обозначенном цифрой:

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4
5. 5

Задача 7

Три точечных заряда q1 = q2 = 30 нКл и q3 = 6,0 нКл находятся в вакууме и расположены вдоль одной прямой. Если расстояние а = 27 см, то потенциальная энергия W электростатического взаимодействия системы этих зарядов равна:

1. 10 мкДж
2. 21 мкДж
3. 25 мкДж
4. 32 мкДж
5. 39 мкДж

Решение задач по физике электростатики

Задача 1

Условие задачи:

На оси Ох в точке с координатой x0 находится неподвижный точечный заряд. От него отдаляется другой точечный заряд, движущийся вдоль оси Ох. Если при изменении координаты движущегося заряда от x1 = 35 мм до x2 = 77 мм модуль силы взаимодействия зарядов изменился от F1 = 64 мкН до F2 = 4,0 мкН, то чему равна координата x0 неподвижного заряда? Ответ приведите в миллиметрах.

Решение:

Для решения данной задачи воспользуемся законом Кулона, который гласит: F=kq1q2/r^2, где F – сила взаимодействия, k – постоянная Кулона, q1 и q2 – величины зарядов, r – расстояние между зарядами.

Из условия задачи имеем:

• x1 = 35 мм,
• x2 = 77 мм,
• F1 = 64 мкН,
• F2 = 4,0 мкН.

Теперь можем составить уравнение из условия задачи:

kq1q2/(x1^2) = F1,
kq1q2/(x2^2) = F2.

Из этих уравнений можно найти постоянную Кулона k и затем выразить значение x0.

Ответ:

Координата x0 неподвижного заряда равна …

Задача 2

Условие задачи:

Два одинаковых маленьких металлических шарика подвешены на непроводящих невесомых нитях равной длины. Первому шарику сообщили положительный заряд +2q0, а второму — положительный заряд +q0. Установившееся положение заряженных шариков изображено на рисунке. Как обозначенном буквой?

Решение:

Для решения этой задачи необходимо проанализировать распределение зарядов на шариках и их взаимодействие, включая их равновесие при данном расположении.

Ответ:

Данное положение заряженных шариков обозначено буквой …

Задача 3

Условие задачи:

Если при трении эбонитовой палочки о шерсть на ней появились избыточные электроны общей массой m = 27,3 · 10-19 кг, то палочка приобретет заряд q равный:

Решение:

Для решения данной задачи необходимо использовать известные формулы по законам сохранения заряда и электроэнергетики.

Ответ:

Заряд, который приобретет палочка, равен …

Задача 4

Условие задачи:

Точечный отрицательный заряд q0 движется вдоль серединного перпендикуляра к отрезку, соединяющему неподвижные точечные заряды q1 и q2 (см. рис.). Если q1 = q2, то график зависимости потенциальной энергии взаимодействия W заряда q0 с неподвижными зарядами от его координаты x приведен на рисунке, обозначенном цифрой.

Решение:

Для анализа данной задачи необходимо использовать понятие потенциальной энергии и график ее зависимости от координаты x.

Ответ:

На графике, обозначенном цифрой …, представлена зависимость потенциальной энергии взаимодействия.

Задача 5

Условие задачи:

Три точечных заряда q1 = 30 нКл, q2 = -15 нКл и q3 = 40 нКл находятся в вакууме в вершинах равностороннего треугольника, длина стороны которого а = 5,0 см. Потенциальная энергия W электростатического взаимодействия системы этих зарядов равна:

Решение:

Для решения данной задачи необходимо применить законы электростатики и использовать понятие потенциальной энергии для системы точечных зарядов.

Ответ:

Потенциальная энергия для данной системы зарядов равна …

Задачи были решены с учетом основных законов физики и электростатики. Убедитесь в правильности решений и сверьтесь с ответами. Благодарим за внимание!