Вариант 5: 4 задачи. Какое количество электричества пройдет за. с через поперечное сечение S см, если концентрация

  • ID: 33520 
  • 5 страниц

Фрагмент работы:

Вариант 5: 4 задачи. Какое количество электричества пройдет за. с …

Вариант 5

ЗАДАЧА 1

Какое количество электричества пройдет за 10 с через поперечное сечение S = 1 см2, если концентрация свободных носителей проводника..., а их скорость v = 10 см/с.

РЕШЕНИЕ:

За 1 секунды через сечение проводника проходит носителей

Тогда полное их количество

Так как носителями зарядов являются электроны с зарядом..., полный заряд, прошедший через сечение проводника

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 2

В трех вершинах квадрата со стороной 10 см расположены заряды... и.... Определить: 1) напряженность, потенциал в четвертой вершине квадрата и силу, действующую на заряд...Кл помещенный в центр квадрата. 2) какова энергия системы трех зарядов.

РЕШЕНИЕ:

Поле точечного заряда определяется выражением

Где... - константа.

Направление полей от каждого из зарядов показаны на рисунке и выбраны с учетом знаков заряда

Запишем их в векторной форме, выбрав в качестве начала координат 4 вершину

Из рисунка легко видеть, что.... Так как электрическое поле подчиняется принципу векторной суперпозиции

Потенциал в 4-й вершине равен алгебраической сумме потенциалов от каждого из зарядов

в силу равенства центра квадрата от его вершин и равенства величин зарядов поля, создаваемые зарядами 1, 2 и 3 будут равны.

Из рисунка легко видеть, что результирующее электрическое поле в центре

Сила, действующая на заряд

Энергия системы зарядов:

Где...- потенциал в месте расположения заряда qi, создаваемый всеми остальными зарядами.

Подставляя..., получим

ОТВЕТ:............

ЗАДАЧА 3

Бесконечная равномерно заряженная нить с линейной плотностью заряда...5Кл/см расположена горизонтально. Под ней находится в равновесии шарик массой 0,01 г. Определить: заряд шарика и работу, которую надо совершить, чтобы переместить шарик на расстояние 4 см?

РЕШЕНИЕ:

1) Напряженность электрического поля на расстоянии х от тонкой бесконечной нити с плотностью заряда ? равна:

Сила электростатического притяжения...со стороны нити будет удерживать шарик с зарядом q на весу:

Для того, чтобы заряды притягивались, они должны быть разного знака, поэтому

2)

Работа по перемещению заряда в электрическом поле равна:

Здесь учтено, что потенциал бесконечной нити на расстоянии x равен...

Так как при перемещении шарика вниз выделится потенциальная энергия в поле силы тяжести, окончательный ответ для работы по перемещению шарика:

Примечание: для решения задачи необходимо знать первоначальное положение шарика.

ЗАДАЧА 4

Электрон, прошедший разность потенциалов 100 В, движется по направлению к заряженной сфере радиуса 0,1 м, и имеющей заряд.... Найти минимальное расстояние от сферы, на которое приблизится электрон.

РЕШЕНИЕ:

Прошедший ускоряющую разность потенциалов электрон имеет энергию

Где... - заряд электрона.

За пределами сферы её потенциал аналогичен потенциалу точечного заряда:

Где... - константа. Электрон остановится, когда его кинетическая энергия поглотится потенциальной энергией в поле заряженной сферы, считая потенциал на бесконечности равным нулю

Где... - заряд электрона. Расстояние до сферы тогда

ОТВЕТ:...