Внутрь незаряженной металлической сферы на изолирующей подставке вносится заряженный
Обновлено: 30.06.2024
Презентация на тему: " Сравнение эл. и гравитационного поля. Упр. 10(3) 1. ОСНОВН ОЙ ЗАКОН закон Кулона F= (kq 1 q 2 )/ r 2 закон тяготения F=( m 1 m 2 )/r 2 2. НАПРЯЖЕН НОСТЬ." — Транскрипт:
2 Сравнение эл. и гравитационного поля. Упр. 10(3) 1. ОСНОВН ОЙ ЗАКОН закон Кулона F= (kq 1 q 2 )/ r 2 закон тяготения F=( m 1 m 2 )/r 2 2. НАПРЯЖЕН НОСТЬ E=F/q пр E=(kq с )/ r 2 |E|=Н/Кл=В/м E г =F/m =g g= M/r 2 3. ПОТЕНЦИАЛ =П/q пр =(kq с )/ r | |= ДЖ/Кл=В г =П/m г = M/r 4. СВЯЗЬ Е И =Е d г =gh 5. ЭНЕРГИЯ ВЗАИМОДЕЙС ТВИЯ П=q П=qEd П=(kqq)/ r П=m г П=mgh П= mM/r 6. РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ =А/q п г =А/m 7. РАБОТА ПОЛЯ A=FSCOS A=q A=qE d A= - П A=mgh A= - П 8. ПОТЕНЦИАЛЬ НОСТЬ 1. А не зависит от траектории 2. А по контуру=0 1. А не зависит от траектории 2. А по контуру=0
3 M2M2 m1m1 N g2Ng2N g1Ng1N Суперпозиция полей r 1 2 g1N =g1N = M 1 r 2 2 g2N =g2N = M 2 gNgN
6 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ Электризация тел Взаимодействие зарядов. Два вида заряда Закон сохранения электрического заряда Закон Кулона Действие электрического поля на электрические заряды Принцип суперпозиции электрических полей Потенциальность электростатического поля Потенциал электрического поля. Разность потенциалов Проводники в электрическом поле Диэлектрики в электрическом поле Электрическая емкость. Конденсатор Энергия электрического поля конденсатора
7 F 1,2 = k q 1 q 2 R 2 F 1,2 = k q 1 q 2 R 2 1, Кл F 1,2 = k q 1 q 2 R 2 k= F 1,2 = k q 1 q 2 R 2 k=
8 1. Водяная капля с электрическим зарядом +q соединилась с другой каплей, обладавшей зарядом q. Каким стал электрический заряд образовавшейся капли? А. 2q. Б. q. В.. + 2q. Г. + q. Д. 0 в замкнутой системе q = const з-н сохранения заряда -2Кл + 2 Кл = 0 Т9 ЗСЗ Д. 0 9 2. Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух небольших заряженных шаров при увеличении заряда каждого из шаров в 2 раза, если расстояние между ними остается неизменным? Запишите з-н Кулона и выберите ответ. А. Увеличится в 2 раза. Б. Не изменится. В.. Уменьшится в 4 раза. Г. уменьшится в 2 раза. Д. Увеличится в 4 раза 3. Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух очечных электрических зарядов при увеличении расстояния между ними в 2 раза? Запишите з-н Кулона и выберите ответ. А. Увеличится в 2 раза. Б. Увеличится в 4 раза. В. Не изменится. Г. Уменьшится в 2 раза. Д. Уменьшится в 4 раза. r 2 F 1,2 = k q 1 q 2 Д. Увеличится в 4 раза r 2 F 1,2 = k q 1 q 2 Д. Уменьшится в 4 раза Т10 з-н Кулона F 1,2 = k q 1 q 2 R 2 F 1,2 = k q 1 q 2 R 2 1, Кл F 1,2 = k q 1 q 2 R 2 k= F 1,2 = k q 1 q 2 R 2 k=
10 4. Как изменится сила электростатического взаимодействия двух точечных электрических зарядов при перенесении их из вакуума в среду с диэлектрической проницаемостью = 2, если расстояние между зарядами останется неизменным? Запишите з-н Кулона и выберите ответ. А. Увеличится в 4 раза. Б. Увеличится в 2 раза. В. Не изменится. Г. Уменьшится в 4 раза. Д. Уменьшится в 2 раза. r 2 F 1,2 = k q 1 q 2 Д. Уменьшится в 2 раза. Т10 з-н Кулона 10. Диэлектрическая проницаемость среды( ) показывает во сколько раз сила, взаимодействия в вакууме больше чем в данной среде. F 1,2 = k q 1 q 2 R 2 F 1,2 = k q 1 q 2 R 2 1, Кл F 1,2 = k q 1 q 2 R 2 k= F 1,2 = k q 1 q 2 R 2 k=
11 5. Как изменится по модулю напряженность электрического поля точечного заряда при увеличении расстояния от заряда в 2 раза? А. Уменьшится в 4 раза. Б. Увеличится в 2 раза. В. Не изменится. Г. Увеличится в 4 раза. Д. Уменьшится в 2 раза. r N = k Qсk Qс r 2 EN =EN = k Qсk Qс Q созд N r А. Уменьшится в 4 раза. Д. Уменьшится в 2 раза. Т11 Напряженность ЭП Напряжённость электрического поля – в. ф. в., характеризующая силовое действие электрического поля, ч. р. силе, действующей на единичный пробный положительный заряд. 12. Потенциал электрического поля в данной точке- С.Ф.В., равная потенциальной энергии единичного заряда в данной точке поля. E N = k Q c R 2 E N = k Q c R 2
14 8. Заряд 6 Кл перемещается между точками с разностью потенциалов 20 В. Чему равна работа, совершенная кулоновскими силами? Ответ выразите в Дж с точностью до десятых.. А эл = q пр А эл = 120Дж Т12 Работа поля 12В -8В q пробн. Е 120 E N = k Q c R 2 E N = k Q c R 2
15 9. Незаряженное тело из диэлектрика внесено в электрическое поле отрицательного заряда q, а затем разделено на части М и N (рис. 2). Какими электрическими зарядами обладают части тела М и N после разделения? А. М и N нейтральны Б М положительным, N отрицательным. В. М отрицательным, N положительным. Г. М и N положительными. Д. М и N отрицательными. А. М и N нейтральны Б М положительным, N отрицательным. т 11 Напряжённость ЭП диэлектрикпроводник E N = k Q c R 2 E N = k Q c R 2
16 диэлектрики диполь… (нет своб. е ) хаос Е Е ди Е-E ди = Е внутри Е внешн Е внутр = Е ди Е вак Диэлектрическая проницаемость А. М и N нейтральны т 11 Напряжённость ЭП E N = k Q c R 2 E N = k Q c R 2
17 d 10. Как изменится электроемкость воздушного конденсатора при увеличении площади пластин в 2 раза и одинаковом расстоянии между ними? А. Увеличится в 4 раза. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Не изменится. Г. Уменьшится в 4 раза. Д. Увеличится в 2 раза 11. Электрический заряд на одной пластине конденсатора + 3 Кл, на другой -3 Кл, напряжение между пластинами 6 В. Чему равна электроемкость конденсатора? Ответ выразите в фарадах с точностью до десятых.. С =С = 0 S С =С = q Д. Увеличится в 2 раза С =0,5 Ф А 3Кл, 0Кл, 6Кл -? т 13 Электроёмкость С =С = 3Кл 6В 3 Кл -3 Кл 0,5 3 Кл C = 0 S d C = 0 S d 0 = C=C= q 13. Электроемкость- с.ф. в., характеризующая способность проводника или системы проводника накапливать электрический заряд.
18 12. Как изменится энергия электрического поля в конденсаторе, если его заряд увеличить в 2 раза ? А. Не изменится. Б. Уменьшится в 4 раза. В. Увеличится в 2 раза. Г. Уменьшится в 2 раза. Д. Увеличится в 4 раза. П = СU2СU2 2 = q 2 2C 2C Д. Увеличится в 4 раза. т 13 Электроёмкость 5 C = 0 S d C = 0 S d 0 = П= q2 q2 2C П= CU 2 2
19 13. Из точки М на поверхности заряженной металлической сферы электрический заряд может быть перемещен в точку N по трем различным траекториям: 1 внутри сферы, 2 вне сферы, 3 по поверхности сферы (рис. 3). При перемещении заряда по какой траектории силы электрического поля совершают наименьшую работу? А. Работа по всем траекториям равна нулю. Б. По траектории 2. В. По траектории 3. Г. Работа по всем траекториям одинакова и не равна нулю. Д. По траектории 1. Г. Работа по всем траекториям одинакова и не равна нулю. А. Работа по всем траекториям равна нулю. А эл = q пр Т12 Работа поля ( )=0 эл = k q R эл = k q R
20 упр.17(3) стр,278 ЕN=ЕN= kq r 2 q АА>0 В С А=0 Д А
21 d 14. Плоский воздушный конденсатор зарядили и отключили от источника тока. Как изменится энергия конденсатора при уменьшении расстояния между его пластинами в 2 раза? Решите задачу и выберите ответ. А. Уменьшится в 2 раза Б.. Увеличится в 2 раза. В. Не изменится. Г. Уменьшится в 4 раза. Д. Увеличится в 4 раза. П=П= СU2СU2 2 = q 2 2C 2C С =С = q 0 S С 2 = 2С отключили от источника тока. А. Уменьшится в 2 раза НЕ отключили от источника тока. т 13 Электроёмкость Б. Увеличится в 2 раза. C = 0 S d C = 0 S d 0 = П= q2 q2 2C П= CU 2 2
25 ЕN=ЕN= kq ш r 2 r Е E ВНУТРИ = 0 Е пов = kq ш R ш 2 RшRш 911 Демкович
26 2. Два точечных одноименных заряда по Кл находятся на концах гипотенузы длиной 5 см. Определить напряженность поля в точке, находящейся на расстоянии 4 см от первого и 3 см от второго заряда. q2q2 q1q1 N Е2Е2 Е1Е1 ЕNЕN Суперпозиция полей ЕN2= Е12+E22ЕN2= Е12+E22 Е 1 +E 2 = Е N 919 Демк Е1N=Е1N= kq 1 r 2 5 см 4 см 3 см 5 2 = – 2*3*4cos90 Е2N=Е2N= kq 2 r 2 E N = k Q c R 2 E N = k Q c R 2
27 КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР. К.К. = L+C L C CU m 2 2 Li m 2 2 СОХРАНЯЕТСЯ = К Q = U ЗСЭ затухают СВОБОДНЫЕ 1. F внутр к ПР 2. R Инертность L…
29 1. Водяная капля с электрическим зарядом +q соединилась с другой каплей, обладавшей зарядом q. Каким стал электрический заряд образовавшейся капли? А. 2q. Б. q. В.. + 2q. Г. + q. Д. 0 в замкнутой системе q = const з-н сохранения заряда -2Кл + 2 Кл = 0 Т9 ЗСЗ Д. 0 30 2. Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух небольших заряженных шаров при увеличении заряда каждого из шаров в 2 раза, если расстояние между ними остается неизменным? Запишите з-н Кулона и выберите ответ. А. Увеличится в 2 раза. Б. Не изменится. В.. Уменьшится в 4 раза. Г. уменьшится в 2 раза. Д. Увеличится в 4 раза 3. Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух очечных электрических зарядов при увеличении расстояния между ними в 2 раза? Запишите з-н Кулона и выберите ответ. А. Увеличится в 2 раза. Б. Увеличится в 4 раза. В. Не изменится. Г. Уменьшится в 2 раза. Д. Уменьшится в 4 раза. r 2 F 1,2 = k q 1 q 2 Д. Увеличится в 4 раза r 2 F 1,2 = k q 1 q 2 Д. Уменьшится в 4 раза Т10 з-н Кулона
31 4. Как изменится сила электростатического взаимодействия двух точечных электрических зарядов при перенесении их из вакуума в среду с диэлектрической проницаемостью = 2, если расстояние между зарядами останется неизменным? Запишите з-н Кулона и выберите ответ. А. Увеличится в 4 раза. Б. Увеличится в 2 раза. В. Не изменится. Г. Уменьшится в 4 раза. Д. Уменьшится в 2 раза. r 2 F 1,2 = k q 1 q 2 Д. Уменьшится в 2 раза. Т10 з-н Кулона 10. Диэлектрическая проницаемость среды( ) показывает во сколько раз сила, взаимодействия в вакууме больше чем в данной среде.
32 5. Как изменится по модулю напряженность электрического поля точечного заряда при увеличении расстояния от заряда в 2 раза? А. Уменьшится в 4 раза. Б. Увеличится в 2 раза. В. Не изменится. Г. Увеличится в 4 раза. Д. Уменьшится в 2 раза. r N = k Qсk Qс r 2 EN =EN = k Qсk Qс Q созд N r А. Уменьшится в 4 раза. Д. Уменьшится в 2 раза. Т11 Напряженность ЭП Напряжённость электрического поля – в. ф. в., характеризующая силовое действие электрического поля, ч. р. силе, действующей на единичный пробный положительный заряд. 12. Потенциал электрического поля в данной точке- С.Ф.В., равная потенциальной энергии единичного заряда в данной точке поля.
35 8. Заряд 6 Кл перемещается между точками с разностью потенциалов 20 В. Чему равна работа, совершенная кулоновскими силами? Ответ выразите в Дж с точностью до десятых.. А эл = q пр А эл = 120Дж Т12 Работа поля 12В -8В q пробн. Е 120
36 9. Незаряженное тело из диэлектрика внесено в электрическое поле отрицательного заряда q, а затем разделено на части М и N (рис. 2). Какими электрическими зарядами обладают части тела М и N после разделения? А. М и N нейтральны Б М положительным, N отрицательным. В. М отрицательным, N положительным. Г. М и N положительными. Д. М и N отрицательными. А. М и N нейтральны Б М положительным, N отрицательным. т 11 Напряжённость ЭП диэлектрикпроводник
37 d 10. Как изменится электроемкость воздушного конденсатора при увеличении площади пластин в 2 раза и одинаковом расстоянии между ними? А. Увеличится в 4 раза. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Не изменится. Г. Уменьшится в 4 раза. Д. Увеличится в 2 раза 11. Электрический заряд на одной пластине конденсатора + 3 Кл, на другой -3 Кл, напряжение между пластинами 6 В. Чему равна электроемкость конденсатора? Ответ выразите в фарадах с точностью до десятых.. С =С = 0 S С =С = q Д. Увеличится в 2 раза С =0,5 Ф А 3Кл, 0Кл, 6Кл -? т 13 Электроёмкость С =С = 3Кл 6В 3 Кл -3 Кл 0,5 3 Кл
38 13. Из точки М на поверхности заряженной металлической сферы электрический заряд может быть перемещен в точку N по трем различным траекториям: 1 внутри сферы, 2 вне сферы, 3 по поверхности сферы (рис. 3). При перемещении заряда по какой траектории силы электрического поля совершают наименьшую работу? А. Работа по всем траекториям равна нулю. Б. По траектории 2. В. По траектории 3. Г. Работа по всем траекториям одинакова и не равна нулю. Д. По траектории 1. Г. Работа по всем траекториям одинакова и не равна нулю. А. Работа по всем траекториям равна нулю. А эл = q пр Т12 Работа поля ( )=0
39 d 14. Плоский воздушный конденсатор зарядили и отключили от источника тока. Как изменится энергия конденсатора при уменьшении расстояния между его пластинами в 2 раза? Решите задачу и выберите ответ. А. Уменьшится в 2 раза Б.. Увеличится в 2 раза. В. Не изменится. Г. Уменьшится в 4 раза. Д. Увеличится в 4 раза. П=П= СU2СU2 2 = q 2 2C 2C С =С = q 0 S С 2 = 2С отключили от источника тока. А. Уменьшится в 2 раза НЕ отключили от источника тока. т 13 Электроёмкость Б. Увеличится в 2 раза.
Внутрь незаряженной металлической сферы на изолирующей подставке вносится заряженный
96. Точечные электрические заряды находятся в вершинах прямоугольника. Определите силу с которой действует на заряд электрическое поле зарядов Расстояние между зарядами равно 1 см, между зарядами и .
Сила с которой действует электрическое поле зарядов на заряд , находится как сумма сил действующих со стороны зарядов на заряд (рис. 206):
Так как угол между векторами равен 90°, то модуль вектора можно найти, используя теорему Пифагора:
97. Вычислите напряженность электрического поля в точке А, находящейся на прямой, проходящей через два точечных электрических заряда 91 и 52, расположенных в точках В и С. Рассмотреть все возможные случаи расположения точки А по отношению к точкам В и С.
Напряженность электрического поля Е в точке А равна
где — напряженности полей, создаваемых в точке А зарядами . Модули напряженностей соответственно равны
По условию задачи возможны два случая. В первом случае точка А находится между точками В и С (рис. 207, а). Тогда
Векторы направлены противоположно, по модулю вектор больше вектора Поэтому вектор Ел направлен от В к А и модуль его равен
Во втором случае точки А и С находятся по разные стороны от точки В (рис. 205, б). В этом случае
Векторы. и направлены и одну сторону:
98. На каком расстоянии от маленького заряженного шара напряженность электрического лоля в воде с диэлектрической проницаемостыо 81 будет такой же, как в вакууме на расстоянии 18 см от центра шара?
Так как напряженность поля одинакова: то
Отсюда расстояние равно
99. Ускоряющее напряжение в электронно-лучевой трубке равно расстояние от отклоняющих пластин до экрана — 30 см. На какое расстояние сместится пятно на экране осциллографа при подаче на отклоняющие пластины напряжения 20 В? Расстояние между пластинами — 0,5 см, длина пластин — 2,5 см.
Выберем систему координат с осью надавленной вдоль оси трубки, по направлению вектора скорости электронов до входа в пространство между отклоняющими пластинами. Ось выберем направленной противоположно вектору напряженности электрического поля между отклоняющими пластинами (рис. 208).
Пренебрегая малым смещением электронов между пластинами, отклонение у электронного луча можно найти, зная проекцию скорости электрона на ось после прохождения между отклоняющими пластинами и время движения электрона от отклоняющих пластин до экрана:
Проекцию скорости электрона на ось можно найти по проекции ускорения и времени движения электрона между пластинами:
— заряд электрона; — его масса),
Так как кинетическая энергия электрона равна работе сил ускоряющего электрического поля, проекцию скорости электрона можно найти из выражения
Используя выражения получим
Подставляя данные из условия задачи, находим смещение луча:
100. Внутрь незаряженной металлической сферы на изолирующей подставке вносится заряженный металлический шарик. Будет ли существовать электрическое поле внутри сферы и вне ее?
Возможны два случая. 1. Шарик касается внутренней поверхности сферы, при этом все свободные электрические заряды с него
переходят на сферу и взаимным отталкиванием вытесняются на ее внешнюю поверхность. Распределение свободных зарядов на поверхности проводящего тела устанавливается такое, при котором напряженность электрического поля внутри проводника равна нулю. Если напряженность поля равна нулю в проводнике и внутри сферы нет свободных зарядов, то напряженность поля внутри сферы равна нулю. Вне сферы электрическое поле создается свободными зарядами, находящимися на внешней поверхности сферы (рис. 209, о).
2. Заряженный шарик внесен внутрь металлической сферы и не касается ее внутренней поверхности (рис. 209, б), тогда электрическое поле заряженного шарика приводит в движение свободные заряды в металлической сфере. На внутренней поверхности сферы сосредоточиваются электрические заряды противоположного знака, на внешней поверхности — того же знака, что и на заряженном шарике. Электрическое поле существует как внутри сферы, так и вне ее. Между внутренней и внешней поверхностями сферы напряженность электрического поля равна нулю.
101. Как изменяются напряженность электрического поля, напряжение и энергия заряженного плоского воздушного конденсатора при увеличении расстояния между пластинами в два раза?
Возможны два случая. 1. Если конденсатор заряжен до напряжения и отключен от источника тока, то при раздвижении пластин неизменной величиной является электрический заряд на его
пластинах. При увеличении расстояния между пластинами электроемкость конденсатора
уменьшается в два раза. Поэтому напряжение увеличивается в два раза.
Напряженность Е поля между пластинами при одинаковом увеличении напряжения V и расстояния остается постоянной.
Энергия конденсатора равна
Так как заряд постоянен, а электроемкость С уменьшается в два раза, то энергия увеличивается в два раза. Увеличение энергии в два раза происходит за счет работы внешних сил, совершаемой при раздвижении пластин конденсатора.
2. Если конденсатор подключен к источнику тока, напряжение между его пластинами при их раздвигании остается постоянным. Напряженность поля при постоянном напряжении и увеличении в два раза расстояния уменьшается 9 два раза.
При постоянном напряжении и уменьшении в два раза электроемкости С энергия уменьшается в два раза. Уменьшение энергии заряженного конденсатора происходит потому, что с уменьшением электроемкости при раздвигании пластин электрический заряд на его пластинах убывает в два раза, т. е. конденсатор разряжается.
102. Определите общее электрическое сопротивление четырех проводников с электрическими сопротивлениями Ом, соединенных между собой по схеме, представленной на рисунке 210.
Проводники 2 и 3 соединены параллельно между собой и последовательно с проводниками
Для определения общего электрического сопротивления цепи необходимо найти общее сопротивление параллельно включенных проводников 2 и 3 и затем сумму электрических сопротивлений последовательно включенных проводников:
103. Параллельно амперметру включается шунт — резистор с электрическим сопротивлением раз меньшим внутреннего сопротивления прибора. Во сколько раз при этом изменяются показания прибора (рис. 211)?
При решении задачи используем формулы параллельного соединения: напряжение на шунте и амперметре имеет одно и то же значение а сила тока в неразветвленной цепи равна сумме сил токов 10 через амперметр и через шунт:
Отсюда следует, что
Сила тока I в неразветвленной цепи в раз больше силы тока 10, регистрируемой амперметром.
104. Последовательно с вольтметром, внутреннее сопротивление которого включен дополнительный резистор с электрическим сопротивлением раз большим сопротивления вольтметра. Во сколько раз при этом расширились пределы измерения напряжения вольтметром?
Если вольтметр с внутренним сопротивлением предназначен для измерения напряжений до максимального значения то при включении последовательно с вольтметром дополнительного резистора с электрическим сопротивлением Яд (рис. 212) измеряемое напряжение будет равно сумме напряжений 17д на дополнительном резисторе и на вольтметре:
По условию отношение поэтому
Мы получили, что при включении последовательно с вольтметром дополнительного резистора, сопротивление которого в раз превосходит сопротивление вольтметра, показания вольтметра уменьшатся в раз. В результате вольтметром с дополнительным резистором можно измерить напряжение в раз большее, чем тем же вольтметром без дополнительного резистора.
105. Определите напряжение на выходе источника постоянного тока с ЭДС 20 В, внутренним сопротивлением 2 Ом при подключении нагрузки с электрическим сопротивлением 8 Ом.
106. Сколько времени потребуется для нагревания воды массой
2 кг от начальной температуры 10° С до кипения в электрическом чайнике с электрическим нагревателем мощностью если его КПД равен Какова сила тока в электрической спирали нагревательного элемента, если напряжение равно 220 В?
Количество теплоты, необходимое для нагревания воды в чайнике, определяется по формуле
Оно связано с мощностью Р нагревателя, его КПД и временем выражением
Для нахождения силы тока выразим электрическую мощность через силу тока I и напряжение
107. С какой силой действует магнитное поле с индукцией на проводник длиной 30 см, расположенный перпендикулярно вектору индукции? Сила тока в проводнике равна -2 А.
Так как проводник расположен перпендикулярно вектору индукции В, то модуль силы Ампера определяется выражением
108. При равномерном изменении силы тока от 1 до А за с в катушке возникает ЭДС самоиндукции 50 В. Какова индуктивность катушки?
Для решения задачи воспользуемся формулой, выражающей связь ЭДС самоиндукции с индуктивностью катушки и скоростью изменения силы тока:
109. Магнитный поток через контур из проводника с электрическим сопротивлением 2 Ом равномерно увеличился от до Какой заряд при этом прошел через поперечное сечение проводника?
При равномерном увеличении магнитного потока через контур ЭДС индукции и сила тока цепи постоянны. В этом случае электрический заряд равен Следовательно, нужно найти силу тока в цепи.
По закону электромагнитной индукции модуль ЭДС в контуре при изменении магнитного потока определяется уравнением
где — время изменения магнитного потока.
По закону Ома для полной цепи сила тока I равна где — электрическое сопротивление проводника, являющееся в данном случае полным сопротивлением цепи. Подставляя в найденное выражение для получаем
Отсюда для следует
110. Конденсатор электроемкостью заряженный до напряжения 100 В, разряжается через катушку с очень малым электрическим сопротивлением и индуктивностью Найдите максимальное значение силы тока в катушке.
При разрядке конденсатора происходит превращение энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки. При максимальном значении силы тока в катушке энергия магнитного поля имеет максимальное значение. Максимальное значение энергии магнитного поля катушки по закону сохранения и превращения энергии равно энергии электрического поля конденсатора при его подключении к катушке:
Из последнего уравнения получаем выражение для вычисления силы тока в катушке:
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ. Вариант 1.
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ. Вариант 1.
Предмет Физика
Класс 10
Учебник Физика (базовый уровень)
Тема Глава 14. Электростатика
________________________________________
Вопрос №1
Водяная капля с электрическим зарядом + q соединилась с другой каплей, обладавшей зарядом — q. Каким стал электрический заряд образовавшейся капли?
A) + q
B) + 2q
C) — q
D) 0
Вопрос №2
Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух небольших заряженных шаров при увеличении заряда каждого из шаров в 2 раза, если расстояние между ними остается неизменным?
A) Увеличится в 2 раза.
B) Уменьшится в 2 раза.
C) Увеличится в 4 раза.
D) Не изменится.
Вопрос №3
Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных электрических зарядов при увеличении расстояния между ними в 2 раза?
A) Увеличится в 2 раза.
B) Не изменится.
C) Увеличится в 4 раза.
D) Уменьшится в 4 раза.
Вопрос №4
Как изменится сила электростатического взаимодействия двух точечных электрических зарядов при перенесении их из вакуума в среду с диэлектрической проницаемостью 8 = 2, если расстояние между зарядами останется неизменным?
A) Уменьшится в 4 раза.
B) Увеличится в 2 раза.
C) Уменьшится в 2 раза.
D) Увеличится в 4 раза.
Вопрос №5
Как изменится по модулю напряженность электрического поля точечного заряда при увеличении расстояния от заряда в 2 раза?
A) Уменьшится в 2 раза.
B) Увеличится в 4 раза.
C) Уменьшится в 4 раза.
D) Увеличится в 4 раза.
Вопрос №6
При перемещении электрического заряда q между точками с разностью потенциалов 8 В силы, действующие на заряд со стороны электрического поля, совершили работу 4 Дж. Чему равен заряд q?
A) 0,5 Кл.
B) 2 Кл.
C) 8 Кл.
D) 16 Кл.
Вопрос №7
Незаряженное тело из диэлектрика внесено в электриче¬ское поле положительного заряда -\-q, а затем разделено на части М и N, как это представлено на рисунке 2. Какими электрическими зарядами обладают части M и N после разделения?
A) М — положительным, N — отрицательным.
B) М и N нейтральны.
C) М — отрицательным, N — положительным.
D) М и N — положительными.
Вопрос №8
Как изменится электроемкость конденсатора при удалении из него диэлектрика с диэлектрической проницаемостью е = 2?
A) Увеличится в 4 раза.
B) Уменьшится в 2 раза.
C) Увеличится в 2 раза.
D) Уменьшится в 4 раза.
Вопрос №9
Из точки М на поверхности заряженной металлической сферы электрический заряд может быть перемещен в точку N по трем различным траекториям: 1 — внутри сферы, 2 — вне сферы, 3— по поверхности сферы (рис. 3). При перемещении заряда по какой траектории силы электрического поля совершают наибольшую работу?
A) По траектории, 2.
B) Работа по всем траекториям равна нулю.
C) По траектории, 1.
D) По траектории, 3.
Вопрос №10
Внутрь незаряженной металлической сферы, установленной на изоляторе, внесен заряженный шар, который не касается стенок сферы (рис. 4). Какое из приведенных ниже утверждений о напряженности электрического поля внутри Е1 и вне Е2 сферы справедливо?
A) E1=E2=0.
B) E1≠E2≠0.
C) E1≠ 0, E2≠0.
D) Нет правильного ответа.
Правильные ответы, решения к тесту:
Вопрос №1
Правильный ответ — D
Решение: 0.
Вопрос №2
Правильный ответ — C
Решение: Увеличится в 4 раза.
Вопрос №3
Правильный ответ — D
Решение: Уменьшится в 4 раза.
Вопрос №4
Правильный ответ — C
Решение: Уменьшится в 2 раза.
Вопрос №5
Правильный ответ — C
Решение: Уменьшится в 4 раза.
Вопрос №6
Правильный ответ — A
Решение: 0,5 Кл.
Вопрос №7
Правильный ответ — B
Решение: М и N нейтральны.
Вопрос №8
Правильный ответ — B
Решение: Умень¬шится в 2 раза.
Вопрос №9
Правильный ответ — B
Решение: Ра¬бота по всем траекториям равна нулю.
Вопрос №10
Правильный ответ — C
Решение: E1≠ 0, E2≠0.
10 класс
Что происходит с телами, если их зарядить или поместить в электрическое поле? Проще всего ответить на этот вопрос, если рассмотреть случай проводника. В проводниках, к которым в первую очередь относятся металлы, имеются заряженные частицы, которые способны перемещаться внутри проводника под действием внешнего электрического поля. По этой причине заряды этих частиц называют свободными. В металлах носителями свободных зарядов являются электроны. Свободные электроны участвуют в тепловом (хаотическом) движении, подобно молекулам газа, и могут перемещаться по всему объёму металла в любом направлении.
Электростатическое поле внутри проводника.
Обобщим основные свойства электростатического поля внутри проводника.
1. Пpu равновесии зарядов на проводнике поле внутри проводника отсутствует. Это связано с тем, что свободные электроны в металлическом проводнике, помещённом в электростатическое поле, под действием сил поля будут перемещаться в направлении, противоположном его напряжённости. На рисунке 9.45 изображён проводник ABCD, находящийся в однородном электростатическом поле, напряжённость которого направлена слева направо. На поверхности проводника AC появляется избыточный отрицательный заряд, а на другой, BD, — избыточный положительный заряд.
Таким образом, проводник, помещённый в однородное электростатическое поле, электризуется. При этом заряды, появляющиеся на поверхности проводника, создадут внутри проводника своё электростатическое поле напряжённостью . Силовые линии данного поля показаны пунктиром на рисунке 9.45.
Они направлены противоположно силовым линиям внешнего электростатического поля. Перемещение зарядов будет происходит до тех пор, пока напряжённость результирующего электростатического поля внутри проводника не станет равной нулю 1 .
1 Утверждение об отсутствии поля внутри проводника справедливо как для незаряженного проводника, помещённого во внешнее электростатическое поле, так и для проводника, которому сообщён некоторый избыточный заряд.
В этом состоит явление электростатической индукции. Появившиеся на поверхности проводника заряды (их называют индуцированными) создают своё поле, которое накладывается на внешнее электростатическое поле и его компенсирует.
Для доказательства того факта, что внутри заряженного проводника или полости в проводнике электрическое поле отсутствует, Фарадей предложил прибор, называемый клеткой Фарадея (рис. 9.46).
Он состоит из двух цилиндров, выполненных из проволочной сетки и расположенных внутри друг друга на основании из формованного пластика. Внешний цилиндр является экраном. Он позволяет наблюдать за тем, что происходит внутри внутреннего цилиндра (собственно клетки). Клетка закреплена на изолированных стержнях (изоляторах). Разность потенциалов такой конструкции с Землёй была настолько сильной, что при приближении к ней тел, соединённых с земной поверхностью, с внешней поверхности клетки вылетали искры.
В одном из опытов Фарадей сам располагался внутри клетки с очень чувствительным электроскопом. При этом электроскоп внутри клетки не показывал никакого отклонения. Другими словами, внутри клетки не действуют никакие электрические силы, хотя на наружной поверхности накапливался значительный заряд. Так было убедительно доказано, что электростатического поля внутри проводника нет.
На этом свойстве основана так называемая электростатическая защита. Для того чтобы защитить чувствительные к электрическому полю приборы, их заключают в металлические ящики.
2. Рассмотрим более подробно ещё один вид электризации тел — электризацию через влияние. Для этого проведём опыт.
Исследования физических явлений опытным путём
При приближении наэлектризованного тела к лёгкому проводнику, например к лёгкому бузиновому цилиндру, подвешенному па нити, на нём появятся индуцированные заряды обоих знаков (рис. 9.47).
Заряд противоположного знака будет притягиваться к телу, а одноимённый — отталкиваться. Так как последний находится на стороне цилиндра, более удалённой от тела, то равнодействующей этих сил будет сила притяжения. Под действием этой силы цилиндр притянется к телу. При их соприкосновении индуцированный заряд противоположного знака нейтрализуется частью заряда тела, равного ему по величине. На цилиндре останется заряд того же знака, что и на теле. Так как цилиндр теперь имеет заряд одного знака с телом, то он оттолкнётся от тела, что и наблюдается на опыте.
3. Внутри проводника при равновесии зарядов не только напряжённость поля равна нулю, равен нулю и заряд. Весь статический заряд проводника сосредоточен на его поверхности.
Объяснить скапливание заряда на поверхности проводника одним отталкиванием одноимённых зарядов нельзя. Кавендиш экспериментально доказал, что заряд проводника целиком распределяется на его поверхности. Для этого он поместил заряженный проводящий шар на изолирующей подставке внутрь сферы, образованной двумя металлическими полусферами, плотно соединёнными друге другом.
В одной из полусфер было сделано маленькое отверстие, через которое можно было соединить заряженный шар и полусферы металлической проволокой (рис. 9.48).
После соединения шара и полусфер проволокой полусферы раздвигались и измерялся заряд шара. Он оказался равным нулю.
4. Силовые линии электростатического поля вне проводника в непосредственной близости к его поверхности перпендикулярны поверхности. Если бы это было не так, то имелась бы составляющая напряжённости поля вдоль поверхности проводника. Она вызывала бы перемещение зарядов вдоль поверхности. Но это противоречит необходимому равновесному распределению зарядов на поверхности заряженного проводника.
5. Поверхность любого проводника в электростатическом поле яв ляется эквипотенциальной. Это связано с тем, что силовые линии электрического поля перпендикулярны поверхности проводника. Причём не только поверхность, но и все точки внутри проводника имеют один и тот же потенциал. Напряжённость ноля внутри проводника равна нулю, поэтому равна нулю и разность потенциалов между любыми точками проводника.
6. Многочисленные эксперименты свидетельствуют о том, что напряжённость электростатического поля зависит от кривизны поверхности. Чем сильнее искривлена поверхность, тем больше поверхностная плотность заряда (см. § 61 "Напряжённость поля различной конфигурации зарядов") в этом месте. На острие заряженного проводника поверхностная плотность заряда может стать настолько большой, что заряды начинают с него «стекать».
Причина этого явления состоит в большой напряжённости и значительной неоднородности электростатического поля вблизи острия. В сильном поле нейтральные молекулы воздуха поляризуются, коснувшись острия, молекулы приобретают одинаковый с ним заряд и отталкиваются от него. Заряженные молекулы удаляются от острия с большими скоростями, чем они приближались к нему, и увлекают за собой другие молекулы воздуха. Возникает так называемый «электрический ветер», которым можно даже погасить зажжённую свечу. В демонстрационном приборе — колесе Франклина — «электрический ветер», образующийся при стекании зарядов с остриёв, приводит во вращение изогнутые спицы с остриями на концах (рис. 9.49).
Вопросы:
1. Почему заряды в проводниках называют свободными?
2. Объясните, почему при равновесии зарядов на проводнике электростатическое поле внутри проводника отсутствует.
3. В чём состоит явление электростатической индукции?
4. Какой вывод можно сделать на основе опытов с клеткой Фарадея?
5. Какой способ электризации тел называют электризацией через влияние?
6. Почему поверхность проводника является эквипотенциальной?
Вопросы для обсуждения:
1. Если коснуться стержня заряженного электроскопа пальцем, то электроскоп разрядится. Произойдёт ли то же самое, если вблизи электроскопа находится заряженное тело?
2. Металлический заряженный цилиндр соединён с электроскопом. Наличие каких зарядов покажет электроскоп в тех случаях, когда:
а) в цилиндр вносится положительно заряженный шарик, не соприкасающийся с ним;
б) заряженным шариком касаются внутренней поверхности цилиндра?
Пример решения задачи
Положительный точечный заряд, модуль которого равен 3 ∙ 10 -7 Кл, находится на расстоянии 5 см от поверхности незаряженного проводящего шара радиусом 3 см. Определите потенциал поверхности шара. Найдите модуль заряда, который появится на шаре при его заземлении.
В созданном зарядом q электрическом поле незаряженный шар электризуется. В результате на его поверхности появляются индуцированные заряды -qинд и ÷qинд. Используя формулу для потенциала поля точечного заряда, запишем:
Подставляя числовые данные, получим:
Определим модуль заряда, который появится на шаре при его заземлении (рис. 9.51).
Шар заземлён, поэтому φ0 = 0, так же, как и потенциал любой точки шара (положительный заряд уйдёт в землю). C учётом этого запишем:
Ответ: φ0 ≈ 3,4 • 10 4 В, Q ≈ 1,1 • 10 -7 Кл.
Упражнения:
1. К заряженному электрометру подносят с большого расстояния отрицательно заряженный предмет. По мере приближения предмета показания электрометра сначала уменьшаются, а с некоторого момента вновь увеличиваются. Заряд какого знака был на электрометре?
2. Допустим, в вашем распоряжении имеются два изолированных металлических шара одинакового диаметра. Каким образом можно на них получить равные по модулю заряды:
3. Две металлические концентрические сферы радиусами 15 и 30 см расположены в воздухе. На внутренней сфере расположен заряд, равный -20 нКл. При этом потенциал внешней сферы равен 450 В. Вычислите напряжённость и потенциал электростатического поля в точках, удалённых от центра сфер:
4. Металлический шар радиусом 3,2 см, заряженный до потенциала 100 В, находится далеко от других заряженных тел и Земли. Чему будет равен модуль заряда на шаре, если его соединить длинным проводником с незаряженным металлическим шаром радиусом 32 см?
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: