Между двумя металлическими близко расположенными пластинами укрепленными
Обновлено: 18.05.2024
Тело заряжено отрицательно в том случае, если оно обладает избыточным, по сравнению с нормальным, числом электронов. Тело обладает положительным зарядом, если у него недостаточно электронов.
11 Тела, имеющие электрические заряды одинакового знака, взаимно отталкиваются, а тела имеющие заряды противоположного знака, взаимно притягиваются.
C 1.1 Около небольшой металлической пластины, укрепленной на изолирующей подставке, подвесили на шелковой нити легкую металлическую незаряженную гильзу. Когда пластину подсоединили к клемме высоковольтного выпрямителя, подав на нее положительный заряд, гильза пришла в движение. Опишите движение гильзы и объясните его.
Между двумя металлическими близко расположенными пластинами, укрепленными на изолирующих подставках, подвесили на шёлковой нити легкую металлическую незаряженную гильзу. Когда пластины подсоединили к клеммам высоковольтного выпрямителя, подав на них заряды разных знаков, гильза пришла в движение.
Опишите движение гильзы и объясните его.
Принцип суперпозиции полей. Проводники в электрическом поле
Заряды, сообщенные проводнику, располагаются по его поверхности. Линии напряженности положительно заряженного проводника направлены от него перпендикулярно его поверхности. Линии напряженности отрицательно заряженного проводника направлены к нему перпендикулярно его поверхности.
Согласно принципу суперпозиции электростатических полей напряженность поля системы зарядов в данной точке равна геометрической сумме напряженностей полей, созданных в этой точке каждым зарядом в отдельности.
1 Напряженность поля внутри проводника, помещенного в электростатическое поле, равна нулю.
С1.3 На трех параллельных металлических пластинах большой площади располагаются заряды, указанные на рисунке. Какой заряд находится на левой плоскости первой пластины?
На трех параллельных металлических пластинах большой площади располагаются заряды, указанные на рисунке. Какой заряд находится на правой плоскости третьей пластины? Ответ объясните.
Закон Ома для участка цепи и полной цепи.
Сила тока I связана с напряжением U на концах участка цепи и сопротивлением R этого участка законом Ома для участка цепи:. Сопротивление металлических проводников зависит от материала, прямо пропорционально длине и обратно пропорционально площади его поперечного сечения.
Для замкнутой цепи, состоящей из источника тока с ЭДС E и внутреннего сопротивления r , а также сопротивлением проводника R , сила тока рассчитывается по закону Ома для полной цепи:
С1.5 На фотографии изображена электрическая цепь, состоящая из резистора, реостата, ключа, цифровых вольтметра, подключенного к батарее, и амперметра.
Составьте принципиальную электрическую схему этой цепи, и, используя законы постоянного тока, объясните, как изменятся (увеличится или уменьшится) сила тока в цепи и напряжение на батарее при перемещении движка реостата в крайнее правое положение.
С1.6 На фотографии (смотри задачу С1.5) изображена электрическая цепь, состоящая из резистора, реостата, ключа, цифровых вольтметра, подключен к батарее, и амперметра. Составьте принципиальную электрическую схему этой цепи. Используя законы постоянного тока, объясните, как изменятся (уменьшится или увеличится) сила тока в цепи и напряжение на батарее при размыкании ключа.
C 1.7 На рисунке показана принципиальная схема электрической цепи, состоящей из источника тока с отличным от нуля внутренним сопротивлением, резистора, реостата и измерительных приборов – идеального амперметра и идеального вольтметра. Используя законы постоянного тока, проанализируйте эту схему и выясните, как будут изменяться показания приборов при перемещении движка реостата влево.
Параллельное и последовательное соединение проводников.
Если два или более проводника соединены последовательно, то сила тока в них одинакова, полное напряжение в цепи равно сумме напряжений на отдельных проводниках, а сопротивление всего участка цепи, состоящей из этих проводников, равно сумме их сопротивлений.
При параллельном соединении проводников напряжение на их концах одинаково, сила тока в неразветвленном участке цепи равна сумме сил токов отдельных проводников, а сопротивление этого участка рассчитывается по формуле:=+…+.
С1.8 На рисунке приведена фотография электрической цепи. Начертите принципиальную схему этой цепи. Опираясь на законы постоянного тока, объясните, как должны изменяться (уменьшаться или увеличиваться) показания амперметра и вольтметра при размыкании ключа.
С1.9 На фотографии – электрическая цепь. Начертите принципиальную схему этой цепи. Опираясь на законы постоянного тока, объясните, как должны изменяться (увеличиваться или уменьшаться) показания амперметра и вольтметра при замене резистора с сопротивлением 3 Ом на резистор с сопротивлением 1 Ом.
Если по катушке идет переменный ток, то магнитный поток, пронизывающий катушку, изменяется.Поэтому в проводнике, по которому идет переменный электрический ток,возникает ЭДС индукции. Это явление называют самоиндукцией.
По правилу Ленца в момент нарастания тока напряженность вихревого электрического поля направлена против тока. Следовательно, в этот момент вихревое поле препятствует нарастанию тока. И наоборот, в момент уменьшения тока его поддерживает вихревое поле. Это приводит к тому, что при замыкании цепи, содержащей постоянную ЭДС, определенное значение силы тока устанавливается не сразу, а постепенно, с течением времени. С другой стороны, при отключении источника, ток в замкнутых контурах прекращается не мгновенно.
С1.10 Резистор R и катушка индуктивности L с железным 11 сердечником подключены к источнику тока, как показано на схеме. Первоначально ключ К замкнут, показания гальванометров G1 и G2 равны, соответственно,
I1 = 0,1 А и I2 = 1 А. Что произойдет с величиной и направлением тока через резистор при размыкании ключа К? Каким явлением это вызвано?
11 C 1.11 Две одинаковые лампы и подключены к источнику тока, одна – последовательно с катушкой индуктивности L с железным сердечником, а другая – последовательно с резистором R (см. рисунок). Первоначально ключ К разомкнут. Опишите разницу в работе лампочек при замыкании ключа К. Каким явлением вызвана эта разница?
Между двумя металлическими близко расположенными пластинами укрепленными
2011 год 106 вариант С1
Намагниченный стальной стержень начинает свободное падение с нулевой начальной скоростью из положения, изображенного на рис. 1. Пролетая сквозь закреплённое кольцо, стержень создаёт в нём электрический ток, сила которого изменяется со временем так, как показано на рис. 2.
Почему в момент времени t2 модуль силы тока больше, чем в момент времени t1? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения. Влиянием тока в кольце на движение магнита пренебречь. (Решение)
2011 год. 01-2 вариант. С1.
Медная прямоугольная рамка, по которой протекает постоянный электрический ток силой I, может вращаться вокpyr вертикальной оси 00', закрепленной в подшипниках. При вращении рамки на нее действуют силы вязкого трения. Опираясь на законы электродинамики и механики опишите и объясните движение этой рамки после включения однородного магнитного поля с индукцией В (см. рисунок). (Решение)
2011 год. 01-2 вариант. С4.
В электрической цепи, схема которой изображениа на рисунке, сопротивление резистора равно R1 = 4 Ом. После того, как этот резистор заменили другим, имеющим сопротивление R2 = 1 Ом, модуль напряженности электрического поля между пластинами плоского конденсатора уменьшился в n = 2 раза. Найдите внутреннее сопротивление батареи. (Решение)
2010 год. 105 вариант. С1.
На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, реостата, трансформатора, амперметра и вольтметра. В начальный момент времени ползунок реостата установлен посередине и неподвижен. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как будут изменяться показания приборов в процессе перемещения ползунка реостата вправо. ЭДС самоиндукции пренебречь по сравнению с ЭДС источника. (Решение)
2010 год 12 вариант С5
Два параллельных рельса расположены на расстоянии a = 1 м друг от друга в горизонтальной плоскости в однородном вертикальном магнитном поле (см. рисунок). Рельсы замкнуты перемычками, которые, сохраняя с ними надежный контакт, движутся в противоположные стороны с одинаковой по величине скоростью v = 2 м/с. Сопротивление каждой из перемычек R = 2 Ом, а сопротивление рельсов пренебрежимо мало Какова индукция магнитного поля, если сила тока, текущего по перемычкам, I = 0,1 А? (Решение)
2010 год 101 вариант С1
Рамку с постоянным током удерживают неподвижно в поле полосового магнита (см. рисунок). Полярность подключения источника тока к выводам рамки показана на рисунке. Как будет двигаться рамка на неподвижной оси МО, если рамку не удерживать? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения. Считать, что рамка испытывает небольшое сопротивление движению со стороны воздуха. (Решение)
2010 год. 01 вариант. С4.
Конденсатор С заряжен до напряжения U = 300 В и включен в последовательную цепь из резистора R = 300 Ом, незаряженного конденсатора C2=2 мкФ и разомкнутого ключа К (см. рисунок). В процессе перезарядки конденсаторов после замыкания ключа в цепи выделяется количество теплоты Q = 30 мДж. Чему равна емкость конденсатора C? (Решение)
2009 год 320 вариант C1 Две одинаковые лампы Л1 и Л2 подключены к источнику тока, одна - последовательно с катушкой индуктивности L с железным сердечником, а другая - последовательно с резистором R (см. рисунок). Первоначально ключ К разомкнут. Опишите разницу в работе лампочек при замыкании ключа К. Каким явлением вызвана эта разница? (Решение)
2009 год 108 вариант С4
Электрическая цепь состоит из источника тока с конечным внутренним сопротивлением и реостата. ЭДС источника Ε = 6 В. Сопротивление реостата можно изменять в пределах от 1 Ом до 5 Ом. Чему равна максимальная мощность тока, выделяемая на реостате, если она достигается при сопротивлении реостата R = 2 Ом? (Решение)
2009 год 115 вариант С5
Медное кольцо из провода диаметром 2 мм расположено в однородном магнитном поле, магнитное индукция которого меняется по модулю со скоростью 1,09 Тл/с. Плоскость кольца перпендикулярна вектору магнитной индукции. Чему равен диаметр кольца, если возникающий в нем индукционный ток равен 10 А? Удельное сопротивление меди ρCu = 1,72·10 -8 Ом·м. (Решение)
2009 год 134 вариант С5 На непрводящей горизонтальной поверхности лежит проводящая жесткая рамка из однородной тонкой проволоки, согнутой в форме квадрата АСDЕ со стороной, равной а (см. рисунок). Рамка, по которой течет ток I, находится в магнитном поле, вектор индукции В которого направлен перпендикулярно сторонам АЕ и СD. При каком значении модуля вектора магнитной индукции поля рамка начнет поворачиваться вокруг стороны СD, если масса рамки m? (Решение)
На непроводящей горизонтальной поверхности стола лежит проводящая жёсткая рамка из однородной тонкой проволоки, согнутая в виде квадрата ACDE со стороной а (см. рисунок). Рамка находится в однородном горизонтальном магнитном поле, вектор индукции В которого перпендикулярен сторонам АЕ и CD и равен по модулю В. По рамке против часовой стрелки протекает ток I. При каком значении массы рамки она начнёт поворачиваться вокруг стороны CD? (Решение)
2009 год 133 вариант С5 На непрводящей горизонтальной поверхности лежит проводящая жесткая рамка из однородной тонкой проволоки, согнутой в форме равностороннего треугольника АСD со стороной, равной а (см. рисунок). Рамка, по которой течет ток I, находится в магнитном поле, вектор индукции В которого направлен перпендикулярно стороне СD. Каким должен быть модуль вектора магнитной индукции поля, чтобы рамка начала поворачиваться вокруг стороны СD, если масса рамки m? (Решение)
2009 год 144 вариант С4 В схеме на рисунке электрический заряд Q на обкладках конденсатора емкостью С = 1000 мкф равен 10 мКл. Внутреннее сопротивление источника тока r = 10 Ом, а сопротивление резисторов R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом, R3 = 30 Ом. Какова ЭДС источника тока. (Решение)
2009 год 133 вариант С4 Напряженность электрического поля плоского конденсатора (см. рисунок) равна 24 кВ/м. Внутреннее сопротивление источника тока r = 10 Ом, ЭДС = 30 В, сопротивления R1 = 20 Ом, R2 = 40 Ом. Найдите рассотяние между пластинами. (Решение)
2009 год 136 вариант С4 Каково расстояние d между обкладками конденсатора (см. рисунок), если напряженность электрического поля между ними Е = 5 кВ/м, внутреннее сопротивление источника тока r = 10 Ом,. его ЭДС ε = 20 В, а сопротивления резисторов R1 = 10 Ом и R2 = 20 Ом? (Решение)
2009 год 305 вариант С4
Плоская горизонтальная фигура площадью S = 0,1 м 2 , ограниченная проводящим контуром, имеющим сопротивление R = 5 Ом, находится в однородном магнитном поле. Какой заряд протечёт по контуру за большой промежуток времени, пока проекция вектора магнитной индукции на вертикаль равномерно меняется с В1z = 2 Тл до В2z = - 2 Тл ? (Решение)
2009 год 302 вариант С4
Электрон влетает в пространство между двумя разноименно заряженными пластинами плоского конденсатора со скоростью vo (vo d, длина пластин L (L >> d), разность потенциалов между пластинами Δφ. Определите скорость электрона при вылете из конденсатора.(Решение)
2009 год 155 вариант А19
В некоторой области пространства, ограниченной плоскостями АВ и CD, создано однородное магнитное поле. Металлическая квадратная рамка движется с постоянной скоростью, направленной вдоль плоскости рамки и перпендикулярно линиям индукции поля. На каком из графиков правильно показана зависимость от времени ЭДС индукции в рамке, если в начальный момент времени передняя сторона рамки пересекла плоскость АВ (см. рисунок), а в момент времени t0 задняя сторона рамки пересекла плоскость CD. (Решение)
2009 год. 153 вариант. С5
Простой колебательный контур содержит конденсатор емкостью С = 1 мкФ и катушку индуктивности L = 0,01 Гн. Какой должна быть емкость конденсатора, чтобы циклическая частота колебаний электрической энергии в контуре увеличилась на Δω = 2·10 4 с -1 ? (Решение)
2009 год. 181 вариант. С1
На трёх параллельных металлических пластинах большой площади располагаются заряды, указанные на рисунке. Какой заряд находится на левой плоскости первой пластины? (Решение)
2008 год. 01 вариант. С3
Маленький шарик с зарядом q = 4·10 -7 Кл и массой 3 г, подвешенный на невесомой нити с коэффициентом упругости 100 Н/м, находится между вертикальными пластинами плоского воздушного конденсатора. Расстояние между обкладками конденсатора 5 см. Какова разность потенциалов между обкладками конденсатора, если удлинение нити 0,5 мм? (Решение)
2008 год. 05205941 вариант. С4
В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока соответственно равны 3 В и 0,5 Ом; емкость конденсатора 2 мФ; индуктивность катушки 2 мГн. В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Сопротивлением катушки и проводов пренебречь. (Решение)
2008 год. 116 вариант. C3
До замыкания ключа К на схеме (см. рисунок) идеальный вольтметр V показывал напряжение 9 В. После замыкания ключа идеальный амперметр А показывает силу тока 0,4 А. Каково внутреннее сопротивление батареи? Сопротивления резисторов указаны на рисунке. (Решение)
2007 год. 108 вариант. СЗ
Ученик собрал электрическую цепь, состоящую из батарейки (1), реостата (2), ключа (3), амперметра (4) и вольтметра (5). После этого он измерил напряжение на полюсах источника тока и силу тока в цепи при различных положениях ползунка реостата (см. фотографию). Определите силу тока короткого замыкания батарейки. (Решение)
2007 год. 105 вариант. СЗ
Одни и те же элементы соединены в электрическую цепь сначала по схеме 1, а затем по схеме 2 (см. рисунок). Сопротивление резистора равно R, сопротивление амперметра R/100, сопротивление вольтметра 9R. Каковы показания амперметра в первой схеме, если во второй схеме они равны I2? (Решение)
2006 год. 80 вариант. С6
Квадратную рамку из медной проволоки со стороной b = 5 см перемещают вдоль оси Ох по гладкой горизонтальной поверхности с постоянной скоростью v= 1 м/с. Начальное положение рамки изображено на рисунке. За время движения рамка успевает полностью пройти между полюсами магнита. Индукционные токи, возникающие в рамке, оказывают тормозящее действие, поэтому для поддержания постоянной скорости движения к ней прикладывают внешнюю силу F, направленную вдоль оси Ох. Чему равно сопротивление проволоки рамки, если суммарная работа внешней силы за время движения равна А=2,5·10 -3 Дж? Ширина полюсов магнита d = 20 см, магнитное поле имеет резкую границу, однородно между полюсами, а его индукция В = 1 Тл. (Решение)
2006 год. 62 вариант. С4
Плоская катушка диаметром 6 см, состоящая из 120 витков, находится в однородном магнитном поле, индукция которого 6·10 -2 Тл. Катушка поворачивается вокруг оси, перпендикулярной линиям индукции, на угол 180° за 0,2 с. Плоскость катушки до и после поворота перпендикулярна линиям индукции поля. Чему равно среднее значение ЭДС индукции, возникающей в катушке? (Решение)
2006 год. 38 вариант. СЗ
По однородному цилиндрическому алюминиевому проводнику сечением 2·10 -6 м 2 пропустили ток 10 А. Определите изменение его температуры за 15 с. Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. (Удельное сопротивление алюминия 2,5·10 -8 Ом·м.) (Решение)
2006 год. 33 вариант. С4
Горизонтально расположенный проводник длиной 1 м движется равноускоренно в вертикальном однородном магнитном поле, индукция которого равна 0,5 Тл и направлена перпендикулярно проводнику и скорости его движения (см. рисунок). При начальной скорости проводника, равной нулю, проводник переместился на 1 м. ЭДС индукции на концах проводника в конце перемещения равна 2 В. Каково ускорение проводника? (Решение)
2005 год. 91 вариант. СЗ
При подключении к источнику постоянного тока резистора сопротивлением R1 = 2 Ом в цепи идет ток I1 = 1,6 А. Если к источнику подключить резистор сопротивлением R2 = 1 Ом, то по цепи пойдет ток I2 = 2 А. Какое количество теплоты выделяется за 1 с внутри источника тока при подключении резистора R2? (Решение)
2005 год. 101 вариант. С6
В некоторый момент образовалась система из трёх неподвижных протонов, расположенных в вершинах равностороннего треугольника со стороной а = 10 -3 см (см. рисунок). Под действием электрических сил протоны симметрично разлетаются. Определите скорости протонов, когда они окажутся на большом расстоянии друг от друга. Отношение заряда к массе для протона е/m = 9,6х10 7 Кл/кг. (Решение)
2005 год. 107 вариант С6
Источник постоянного напряжения с ЭДС 100 В подключён через резистор к конденсатору переменной ёмкости (см. рисунок), расстояние между пластинами которого можно изменять. Медленно раздвинув пластины, ёмкость конденсатора изменили на 0,01 мкФ. Какая работа была совершена против сил притяжения пластин, если с момента начала движения пластин до полного затухания возникших при этом переходных процессов в электрической цепи выделилось количество теплоты 10 мкДж? (Решение)
2005 год. 58 вариант. С6
Электрическое поле образовано двумя неподвижными, вертикально расположенными, параллельными, разноименно заряженными непроводящими пластинами. Пластины расположены на расстоянии d = 5 см друг от друга. Напряженность поля между пластинами Е = 10 4 В/м. Между пластинами на равном расстоянии от них помещен шарик с зарядом q = 10 -5 Кл и массой m = 10 г. После того как шарик отпустили, он начинает падать. Какую скорость будет иметь шарик, когда коснется одной из пластин? (Решение)
Два последовательно соединённых гальванических элемента с одинаковыми ЭДС (см. рисунок) замкнуты на параллельно соединённые резисторы, сопротивления которых R1 = 3 Ом, R2 = 6 Ом. Внутреннее сопротивление первого элемента r1 = 0,8 Ом. Чему равно внутреннее сопротивление r2 второго элемента, если напряжение на его зажимах равно нулю? (Решение)
2004 год. 80 вариант. С4
Металлический шар установлен на тонком проводящем стержне, соединяющем его с Землёй. Шар окружен незаряженной металлической сферой, радиусом r2 = 10 см, изолированной от Земли, центр сферы совпадает с центром шара. При передаче сфере электрического заряда q = 2•10 -9 Кл между шаром и сферой возникла разность потенциалов Δφ = φcф— φш= 90 В. Определите радиус r шара. (Решение)
2004 год. 119 вариант. С4
Источник тока выделяет одинаковые мощности на нагрузках сопротивлениями R1 = 40 Ом и R2 = 90 Ом. Каково внутреннее сопротивление источника r? (Решение)
2004 год. 64 вариант. С5
Конденсаторы C1 = 10 мкФ и C2 = 20 мкФ соединены последовательно. Параллельно получившейся цепочке подключают последовательно соединенные одинаковые резисторы R = 100 кОм. Точки соединения конденсаторов и резисторов замыкают проводником 1 - 2 (см. рисунок). Всю цепь подключают к батарейке ε = 10 В, конденсаторы практически мгновенно заряжаются. Какой заряд протечет по проводнику 1 - 2 за достаточно большое время после замыкания? Элементы цепи считать идеальными.(Решение)
2003 год. 39 вариант. С3
К батарее из 7 одинаковых конденсаторов емкости С (см. рисунок) подключен источник тока с ЭДС ε. Какова разность потенциалов между обкладками конденсатора, соединяющего точки 1 и 2? (Решение)
2003 год. 48 вариант. B3
Плоский контур с источником постоянного тока находится во внешнем однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции которого В перпендикулярен плоскости контура (см. рисунок). Во сколько раз изменится мощность тока в контуре после того, как поле начнет увеличиваться со скоростью 0,01 Тл/с? Площадь контура 0,1 м 2 , ЭДС источника тока 10 мВ. (Решение)
вопрос по физике
Между двумя близко расположенными металлическими пластинами, укрепленными на изолирующих подставках, положили металлический шарик. Когда пластины подсоединили к клеммам высоковольтного выпрямителя, подав на них заряды разных знаков, легкий шарик пришел в движение. Опишите и объясните движение шарика
шарик начал движениек одной из пластин, задел ее и покатился к другой. и так катается от одной к другой
к стати все это происходит если шарик катается по изолятору или подвешен на нити, и в начальный момент времени не лежал точно по середине кондера
объяснения следующие:
в начальный момент времени при замыкании на одну сторону шарика наводится заряд, противоположный по знаку заряду ближайшей пластины. соответственно шарик начинает к ней притягиватся.
в момент касания шарик разряжается и заряжается зарядом пластины, теперь он от нее отталкивается и притягивается к другой пластине. дальше я думаю уже понятно
Ну, раз шарик металлический, значит, что кроме электронов, сидящих в атомах есть ещё свободные электроны, свободно разгуливающие по материалу под действием электрического поля. Как раз такое поле и было создано, когда на пластины подали заряд. Свободные электроны мигом ринулись к положительно заряженной пластине, тем самым превратив нейтральный до этого шарик в двуполярный. одна половина - заряженная отрицательно из-за притока свободных электронов будет притягиваться к положительно заряженной пластине, положительно заряженная половина будет притягиваться к отрицательно заряженной пластине.
если шарик лежал ровно между пластинами, то силы притяжения будут уравновешивать друг друга и шарик будет неподвижен. но это равновесие неустойчивое - малейшее отклонение шарика к одной из пластин приведёт к тому, что он полетит к этой пластине.
Заряд шарика как был 0, так и остался. Но в эл. поле этот этот 0 разделился на некоторый отрицательный (он переместился попближе к положительной пластине) и такой же положительный (он переместился ближе к отрицательной пластине) . Это разделение произошло потому, что шарик МЕТАЛЛ - электроны свободно перемещаются. Таким образом, несмотря на нулевой заряд шарика, возникла сила притяжения к каждой из пластин. Если шарик находится ТОЧНО посередине, то силы притяжения к пластинам одинаковы и шарик останется неподвижным, но на практике "точно" не бывает - и шарик будет больше притягиваться к пластине к которой он был изначально ближе.
Ответы А. Сухова и С. Сафонова - правильны.. .
С. Сафонов пишет: "Если шарик находится ТОЧНО посередине, то силы притяжения к пластинам одинаковы и шарик останется неподвижным, но на практике "точно" не бывает - и шарик будет больше притягиваться к пластине к которой он был изначально ближе".
Если вспомнить физику, то электрическое поле между двумя заряженными плоскопараллельными пластинами (другими словами, внутри плоского конденсатора) с хорошей точностью приближения однородно. А сила, действуюшая на заряд q в электрическом поле F=qE. То есть не зависит от близости шарика к той или иной пластине. Силы, действующие на поверхностные заряды будут противоположны по направлению, но равны по величине независимо от положения шарика.
Шарик начнет двигаться по другим причинам.
Причины движения шарика не электростатические, а электродинамические. При заряде конденсатора между пластинами возникает нарастающее электрическое поле. А это в свою очередь приводит к возникновению вихревого магнитного поля. С другой стороны, эти переменные поля действуют на свободные заряды в проводящем шарике, порождая в нем электрический ток (итогом будет описанное в других ответах возникновение поверхностных зарядов на шарике, компенсирующих поле внутри проводника). Электрический ток в шарике будет взаимодействовать с магнитным полем внутри конденсатора. Чтобы понять, какие силы будут действовать на шарик, достаточно вспомнить, что магнитное поле можно связать с так называемым током смещения, замыкающим зарядный ток. Ток внутри шарика направлен в противоположную сторону. А противоположно направленные токи отталкиваются. Таким образом, шарик будет вытолкнут из промежутка между пластинами.
Решения задач части С
Решение задач части С по физике выполнено в виде презентации может быть использовано обучающимися одиннадцатых классов при подготовке к сдаче экзаменов по предмету или использовано на элективных курсах
Просмотр содержимого презентации
«Решение задач ЕГЭ»
Решение задач части С ЕГЭ по физике
Критерии оценки выполнения задания С1
- Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
- верно указаны физические явления и законы и дан верный ответ;
- приведены рассуждения, приводящие к правильному ответу.3 балла.
- Представлено правильное решение и получен верный ответ, но
- указаны не все физические явления или законы, необходимые для полного правильного ответа;
- ИЛИ не представлены рассуждения, приводящие к ответу.2 балла.
- Правильно указаны физические явления или законы, но
- в рассуждениях содержится ошибка, которая привела к неверному ответу
- ИЛИ содержится только правильное указание на физические явления или законы
- ИЛИ представлен только правильный ответ.1 балл.
- Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям.0 баллов.
Задания С1 ( демо)
На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, реостата, трансформатора, амперметра и вольтметра. В начальный момент времени ползунок реостата установлен посередине и неподвижен. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как будут изменяться показания приборов в процессе перемещения ползунка реостата влево.
ЭДС самоиндукции пренебречь по сравнению с ε.
1. Во время перемещения движка реостата показания амперметра будут плавно увеличиваться, а вольтметр будет регистрировать напряжение на концах вторичной обмотки. Примечание: Для
полного ответа не требуется объяснения показаний приборов в крайнем левом положении. (Когда движок придет в крайнее
левое положение и движение его прекратится, амперметр будет показывать постоянную силу тока в цепи, а напряжение, измеряемое вольтметром, окажется равным нулю.)
2. При перемещении ползунка влево сопротивление цепи
уменьшается, а сила тока увеличивается в соответствии с законом Ома для полной цепи I= ε /( R+r) , где R – сопротивление внешней цепи.
3 . Изменение тока, текущего в первичной обмотке реостата вызывает изменение индукции магнитного поля, создаваемого этой обмоткой. Это приводит к изменению магнитного потока через вторичную обмотку трансформатора.
4. В соответствии с законом индукции Фарадея возникает ЭДС индукции ε инд =- ΔΦ / Δ t во вторичной обмотке, а следовательно, напряжение U на ее концах, регистрируемое вольтметром.
Задания С1 (2009)
- Под действием эл. поля пластин изменится распределение электронов в гильзе и произойдёт её электризация: левая сторона будет иметь отрицательный заряд, а правая сторона – положительный.
- Сила взаимодействия заряженных тел уменьшается с ростом расстояния между ними. Поэтому притяжение к пластинам ближних к ним сторон гильзы будет больше отталкивания противоположных сторон гильзы, и гильза будет двигаться к ближайшей пластине, пока не коснётся её.
- В момент касания пластины гильза приобретёт заряд того же знака, какой имеется у пластины, оттолкнётся от неё и будет двигаться к противоположной пластине. Коснувшись её, гильза поменяет знак заряда, вернётся к первой пластине, и такое движение будет периодически повторяться.
- Между двумя металлическими близко расположенными пластинами, укреплёнными на изолирующих подставках, подвесили на шёлковой нити лёгкую металлическую незаряженную гильзу. Когда пластины подсоединили к клеммам высоковольтного выпрямителя, подав на них заряды разных знаков, гильза пришла в движение. Опишите движение гильзы и объясните его.
Суммарное электрическое поле внутри пластины должно быть равно нулю, иначе в ней будет течь ток. Значит, поле зарядов, расположенных левее этого массива, должно компенсироваться полем зарядов, расположенных справа от него.
Поэтому, во-первых, суммарный заряд всех трех пластин должен быть распределён так, что суммарный «левый» заряд равен (по величине и по знаку) суммарному «правому» заряду.
Во-вторых, суммарный заряд всех трёх пластин равен нулю:
Значит, слева от проводящего массива третьей пластины (как и справа от него) должен располагаться суммарный нулевой заряд. Это достигается в том случае, когда на правой поверхности третьей пластины находится 0.
На трёх параллельных металлических пластинах большой площади располагаются заряды, указанные на рисунке. Какой заряд находится на правой плоскости третьей пластины?
Задания С1
Задания С1 (2010)
Критерии оценки выполнения заданий С2-С6
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) правильно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом ;
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ; при этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков:
– в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка;
– необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены;
– не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде;
– решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа.
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
– представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием,
направленных на решение задачи, и ответа;
– в решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи;
– в ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
Задания С2 (демо, 2010)
Задания С2 (2009)
Начальная скорость снаряда, выпущенного вертикально вверх, равна 300 м/с.
В точке максимального подъёма снаряд разорвался на два осколка. Первый осколок массой m 1 упал на Землю вблизи точки выстрела, имея скорость в 2 раза больше начальной скорости снаряда, второй осколок массой m 2 имеет у поверхности Земли скорость 600 м/с. Чему равно отношение масс этих осколков? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Согласно закону сохранения энергии, если оба осколка имели одинаковую скорость при падении на Землю, то их скорость была одинакова и в любой точке их общего участка траекторий, в том числе и в точке взрыва снаряда;
второй осколок, возвратившись в точку взрыва, имел такую же по модулю скорость, какая была у него в момент взрыва.
Следовательно, при взрыве неподвижно зависшего снаряда оба осколка приобрели одинаковые по модулю, но противоположные по направлению скорости.
Согласно закону сохранения импульса, это означает, что массы осколков равны.
Ответ: m 2 /m 1 =1
Проверочная работа по теме: "Электростатика". 10 класс, профильный уровень.
Подготовка к ЕГЭ по физике в 10 классе. Все задачи взяты из открытого банка заданий ЕГЭ ФИПИ.
Просмотр содержимого документа
«Проверочная работа по теме: "Электростатика". 10 класс, профильный уровень.»
Проверочная работа «Электростатика» . 10 класс.
1. Пылинка, имевшая отрицательный заряд – 2е, потеряла один электрон. Каким стал заряд пылинки?
2. На рисунке изображено сечение уединенного заряженного проводящего полого шара. I – область полости, II – область проводника, III – область вне проводника. Напряженность электрического поля, созданного этим шаром, равна нулю
только в области I
только в области II
в областях I и II
в областях II и III
3. Незаряженное металлическое тело внесено в однородное электростатическое поле, а затем разделено на части А и В. Какими электрическими зарядами будут обладать эти части после разделения?
А – положительным, В – отрицательным
А – отрицательным, В – положительным
обе части останутся нейтральными
обе части приобретут одинаковый заряд
4. Учитель поднес отрицательно заряженную палочку к шару электрометра (рис. а), затем другой рукой коснулся шара электрометра, заземлив его (рис. б). Далее он снял руку с шара (убрал заземление), после чего убрал и палочку (рис. в). Каков по знаку заряд шара и стрелки?
Заряд шара положительный, стрелки – отрицательный
Заряд и шара, и стрелки положительный
Заряд и шара, и стрелки отрицательный
Заряд шара отрицательный, стрелки – положительный
5. Плоский конденсатор, у которого зазор между обкладками заполнен диэлектриком, подключён к источнику постоянного напряжения. Как изменятся в результате удаления диэлектрика из зазора электроёмкость конденсатора и разность потенциалов между его обкладками?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Разность потенциалов между обкладками конденсатора
Выберите два верных утверждения, описывающих данную ситуацию.
Напряжённость поля в точке B EB=576 В/м.
Напряжённость поля в точке C EC=36 В/м.
Потенциал электростатического поля в точке B выше, чем в точке D: φBφD.
Потенциал электростатического поля в точках D и F одинаков: φD=φF.
Потенциал электростатического поля в точке C выше, чем в точке F: φCφF.
7. Металлическому полому телу, сечение которого представлено на рисунке, сообщен отрицательный заряд. Каково соотношение между потенциалами точек 1, 2 и 3, если тело помещено в однородное электростатическое поле?
8. Какова масса частицы, имеющей заряд 2 нКл, которая переместится на расстояние 0,45 м по горизонтали за время 3 с в однородном горизонтальном электрическом поле напряженностью 50 В/м, если начальная скорость частицы равна нулю? Ответ выразите в мг.
опишите и объясните движение шарика.
10. Пылинка, имеющая массу 10 –8 г и заряд (– 1,8)×10 –14 Кл, влетает в электрическое поле конденсатора в точке, находящейся посередине между его пластинами (см. рисунок). Чему должна быть равна минимальная скорость, с которой влетает пылинка в конденсатор, чтобы она смогла пролететь его насквозь? Длина пластин конденсатора 10 см, расстояние между пластинами 1 см, напряжение на пластинах конденсатора 5000 В. Силой тяжести пренебречь. Система находится в вакууме.
Проверочная работа «Электростатика». 10 класс.
1. К водяной капле, имевшей электрический заряд + 3е, присоединилась капля с зарядом – 4е. Каким стал электрический заряд объединенной капли?
2. Два стеклянных кубика 1 и 2 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле, напряженность которого направлена горизонтально вправо, как показано в верхней части рисунка. Затем кубики раздвинули, и уже потом убрали электрическое поле (нижняя часть рисунка). Какое утверждение о знаках зарядов разделенных кубиков 1 и 2 правильно?
заряды первого и второго кубиков положительны
заряды первого и второго кубиков отрицательны
заряды первого и второго кубиков равны нулю
заряд первого кубика отрицателен, заряд второго – положителен
3. На рисунке изображено расположение двух неподвижных точечных электрических зарядов +2q и +q. В какой из трех точек – А, В или С – модуль вектора напряженности суммарного электрического поля этих зарядов имеет наибольшее значение?
во всех трех точках модуль напряженности имеет одинаковые значения
4. На рисунке изображено сечение уединенного проводящего полого шара. I – область полости, II – область проводника, III – область вне проводника. Шару сообщили отрицательный заряд. В каких областях пространства напряженность электрического поля, создаваемого шаром, отлична от нуля?
Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения и укажите их номера.
Пластина имеет отрицательный заряд.
Потенциал электростатического поля в точке В ниже, чем в точке С.
Работа электростатического поля по перемещению пробного точечного отрицательного заряда из точки А и в точку В равна нулю.
Если в точку А поместить пробный точечный отрицательный заряд, то на него со стороны пластины будет действовать сила, направленная вертикально вниз.
Напряжённость поля в точке А меньше, чем в точке С.
6. Какова разность потенциалов для двух точек поля, если при перемещении между ними заряда 12 мКл поле совершает работу 0,36 Дж?
7. Как изменится емкость плоского воздушного конденсатора, если площадь обкладок и расстояние между ними уменьшить в 2 раза?
увеличится в 4 раза
уменьшится в 2 раза
уменьшится в 4 раза
8. На какое расстояние по горизонтали переместится частица, имеющая массу 1 мг и заряд 2 нКл, за время 3 с в однородном горизонтальном электрическом поле напряженностью 50 В/м, если начальная скорость частицы равна нулю? Ответ выразите в сантиметрах (см).
9. Две плоские пластины конденсатора, закреплённые на изолирующих штативах, расположили на небольшом расстоянии друг от друга и соединили одну пластину с заземлённым корпусом, а другую со стержнем электрометра (см. рисунок). Затем пластину, соединённую со стержнем электрометра, зарядили. Объясните, опираясь на известные Вам законы, как изменяются показания электрометра при внесении между пластинами диэлектрической пластины. Отклонение стрелки электрометра пропорционально разности потенциалов между пластинами.
10. Маленький шарик с зарядом q = 4×10–7 Кл и массой 3 г, подвешенный на невесомой нити с коэффициентом упругости 100 Н/м, находится между вертикальными пластинами плоского воздушного конденсатора. Расстояние между обкладками конденсатора 5 см. Какова разность потенциалов между обкладками конденсатора, если удлинение нити 0,5 мм?
1. Какой график соответствует зависимости силы взаимодействия F двух одинаковых точечных зарядов от модуля одного из зарядов q при неизменном расстоянии между ними?
2. На рисунке показано расположение двух неподвижных точечных электрических зарядов + 2q и – q. В какой из трех точек – А, В или С – модуль вектора напряженности электрического поля этих зарядов максимален?
3. Проводящему полому шару с толстыми стенками сообщили положительный заряд. На рисунке показано сечение шара. Потенциал бесконечно удаленных от шара точек считать равным нулю. В каких точках потенциал электрического поля шара равен нулю?
таких точек нет на рисунке
4. Положительный заряд перемещается в однородном электростатическом поле из точки 1 в точку 2 по разным траекториям. При перемещении по какой траектории электрическое поле совершает меньшую работу?
работа одинакова при движении по всем траекториям
5. Как изменится энергия электрического поля конденсатора, если напряжение на его обкладках увеличить в 2 раза?
увеличится в 2 раза
6. Если заряд каждой из обкладок конденсатора увеличить в n раз, то его электроемкость
увеличится в n раз
уменьшится в n раз
увеличится в n 2 раз
Как изменится кинетическая энергия вылетевшей частицы и время пролёта конденсатора, если уменьшить напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора?
Время пролёта конденсатора
8. Пылинка, имеющая массу 10 6 кг, влетела в однородное электрическое поле вдоль его силовых линий с начальной скоростью 0,1 м/с и переместилась на расстояние 4 см. Каков заряд пылинки, если её скорость увеличилась на 0,2 м/с при напряженности поля E = 10 5 В/м? Ответ выразите в пикокулонах (пКл).
9. На столе установили два незаряженных электрометра и соединили их металлическим стержнем с изолирующей ручкой (рис. 1). Затем к первому электрометру поднесли, не касаясь шара, отрицательно заряженную палочку (рис. 2). Не убирая палочки, убрали стержень, а затем убрали палочку.
Ссылаясь на известные Вам законы и явления, объясните, почему электрометры оказались заряженными, и определите знаки заряда каждого из электрометров после того, как палочку убрали.
Образец возможного решения
Под действием электрического поля пластин изменится распределение электронов в шарике и произойдет его электризация: шарик приобретёт тот же заряд, что и пластина, на которой он лежит, — отрицательный.
Отрицательно заряженный шарик будет отталкиваться от нижней и притягиваться к верхней пластине.
Если масса шарика достаточно мала, он поднимется к положительно заряженной
пластине и, коснувшись ее, поменяет знак заряда. В результате он начнет отталкиваться от верхней пластины и притягиваться к нижней – шарик вернется к первой пластине и вновь поменяет знак своего заряда на отрицательный. Такое движение вверх - вниз будет повторяться.
Если масса шарика велика, то он не оторвётся от нижней пластины.
Образец 1 возможного решения
1) Заряд Q, сообщённый пластине, соединённой со стержнем электрометра, распределяется так, что их потенциалы оказываются одинаковыми. При этом практически весь заряд Q оказывается на пластине.
2) На заземлённом корпусе электрометра и второй пластине возникают индуцированные заряды противоположного знака, при этом заряд пластины равен Q по модулю.
3) Разность потенциалов между пластинами U=Q/C.
4) Ёмкость плоского воздушного конденсатора прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости среды ε, площади обкладок S и обратно пропорциональна расстоянию d между пластинами: C = ε ε0 S/d. Следовательно, внесение диэлектрика между пластинами приведёт к увеличению ёмкости.
5) Суммарный заряд стержня электрометра и соединённой с ним пластины не изменяется, так как эта система тел электро изолирована. Разность потенциалов между пластинами после сближения уменьшится, что приведёт к уменьшению угла отклонения стрелки электрометра.
Ответ: угол отклонения стрелки электрометра уменьшится.
Образец 2 возможного решения
1)Диэлектрик в зазоре между пластинами увеличит электроемкость конденсатора. Заряды на обкладках не изменятся, т.к. обкладки установлены на изолирующих штативах. Вследствие этих двух причин уменьшится разность потенциалов между обкладками.
2)Показания электрометра растут вместе с разностью потенциалов на его выводах. Поэтому в данном случае показания уменьшатся: стрелка электрометра повернется ближе к вертикали.
1. Электрометр 1 имеет положительный заряд, а электрометр 2 — отрицательный.
2. Отрицательно заряженная палочка, поднесённая к шару электрометра 1, создаёт электрическое поле. В этом поле электроны с шара, стержня и стрелки электрометра 1 перемещаются по алюминиевому стержню на электрометр 2.
3. Поскольку два соединённых алюминиевым стержнем электрометра образуют изолированную систему, то согласно закону сохранения заряда отрицательный заряд электрометра 2 в точности равен по модулю положительному заряду электрометра 1.
4. После того как убрали стержень, показания электрометров не изменились.
При поднесении наэлектризованной отрицательным зарядом палочки к шару электрометра, в силу явления электростатической индукции произойдет перераспределение зарядов. При этом ближний к палочке электрометр будет иметь нескомпенсированный положительный заряд, а другой электрометр зарядится отрицательно. Такое распределение зарядов сохранится после удаления соединяющего стержня и, в конце концов, после удаления заряженной палочки электрометры будут иметь ненулевые заряды: ближний к палочке будет заряжен положительно, дальний — отрицательно.
Читайте также: