Найти в Дзене
5 подписчиков

Электростатика. Решаю задачи для обучающихся:


1) На каком расстоянии находятся друг от друга точечные заряды 10 нКл и 18 нКл, если они взаимодействуют друг с другом с силой 9 mH?
2) Два точечных одинаковых заряда взаимодействуют друг с другом с силой 360 Н, находясь на расстоянии 9 сантиметров друг от друга. Чему равен каждый заряд?
3) С какой силой взаимодействуют два точечных заряда 4 нКл и 6 нКл, находящиеся на расстоянии 2 сантиметров друг от друга?
4) Сколько избыточных электронов содержит пылинка, если в электрическом поле с напряженностью 3мВ/м на нее действует сила 48 нН?
5) Имеются два конденсатора С1 = 10 мкФ и С2 = 3500 мФ. Найти их общую емкость при параллельном и последовательном соединении.

Решение:

1) Используя закон Кулона, F = kq1q2/r^2, где k - постоянная Кулона, q1 и q2 - заряды, r - расстояние между зарядами, можно выразить расстояние между зарядами: r = sqrt(kq1q2/F). Подставляя значения, получаем: r = sqrt((910^-3 Nm^2/C^2)(1010^-9 C)(1810^-9 C)/(910^-3 N)) = 610^-3 м.

2) Используя закон Кулона, F = kq1q2/r^2, можно выразить значение каждого заряда: q1 = q2 = sqrt(Fr^2/k). Подставляя значения, получаем: q1 = q2 = sqrt((360 N)(0.09 м)^2/(910^9 Nm^2/C^2)) = 2*10^-6 Кл.

3) Используя закон Кулона, F = kq1q2/r^2, можно выразить силу взаимодействия между зарядами: F = kq1q2/r^2. Подставляя значения, получаем: F = (910^9 Nm^2/C^2)(410^-9 C)(610^-9 C)/(0.02 м)^2 = 6.75*10^-3 Н.

4) Используя формулу для силы в электрическом поле, F = qE, где q - заряд частицы, E - напряженность электрического поля, можно выразить заряд частицы: q = F/E. Подставляя значения, получаем: q = (4810^-9 Н)/(310^3 В/м) = 1610^-12 Кл. Количество избыточных электронов равно количеству отсутствующих протонов и составляет: 1610^-12 Кл/1.610^-19 Кл/эл = 100 электронов.

5) Общая емкость конденсаторов при параллельном соединении равна сумме их емкостей: C = C1 + C2 = 10 мкФ + 3500 мФ = 3500.01 мФ. Общая емкость конденсаторов при последовательном соединении выражается формулой: 1/C = 1/C1 + 1/C2, поэтому C = 1/(1/C1 + 1/C2) = 9.993 мкФ (округляем до трех знаков после запятой).
1 минута