Repetytorium VIII

Zadania 8
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
zakres materiału: prawo Coulomba, natęŜenie i potencjał pola elektrycznego, kondensatory
Na dwóch niciach o długościach l=0,2 m zaczepionych w jednym punkcie wiszą jednakowe metalowe kulki –
kaŜda o masie m=0,1 kg. Do kulek doprowadzono pewien ładunek. Wyznaczyć wielkość tego ładunku, jeŜeli po
jego doprowadzeniu nici utworzyły z pionem kąt równy 30o.
Dwa jednakowe równoimienne ładunki o wartościach 6 nC znajdują się w odległości l=6 cm od siebie. Wyznaczyć
siłę działającą na ładunek 2 nC umieszczony: a) na odcinku łączącym oba ładunki w odległości 1/3l od jednego z
nich, b) na symetralnej tego odcinka w odległości l/2 od jego środka.
Dwa ładunki 6 nC i -12 nC znajdują się w odległości 10 cm od siebie. Znajdź na prostej przechodzącej przez te
dwa ładunki punkt, w którym: a) potencjał pola elektrycznego jest równy zeru, b) natęŜenie pola elektrycznego jest
równe zeru.
Obliczyć róŜnicę potencjałów pola elektrycznego pomiędzy dwoma punktami, jeŜeli przy przesunięciu ładunku
0,2 mC z punktu początkowego do końcowego została wykonana praca 0,6 J.
Płaski kondensator naładowano do napięcia Uo i odłączono od źródła napięcia. Jak zmieni się napięcie na
kondensatorze, jeŜeli rozsuniemy okładki na n=3 razy większą odległość? Czy zmieni się wówczas natęŜenie pola
elektrycznego w kondensatorze?
Kondensator powietrzny naładowano ładunkiem Q=400 µC i odłączono od źródła napięcia. Po wprowadzeniu
dielektryka między okładki napięcie zmalało do wartości U=100 V. Obliczyć pojemność kondensatora
powietrznego, jeŜeli względna przenikalność elektryczna dielektryka wynosi 3.
Wyznacz pojemność zastępczą układu dwóch kondensatorów o pojemnościach C1 i C2 połączonych: a)
równolegle, b) szeregowo.
Praca domowa
1. W środku kwadratu umieszczono dodatni ładunek 250 nC. Jaki ujemny ładunek naleŜy umieścić w kaŜdym
wierzchołku kwadratu, aby układ ładunków znajdował się w równowadze?
2. Kula o promieniu r=2 cm została naładowana ładunkiem o gęstości powierzchniowej 3 nC/cm2. Wyznaczyć pracę,
jaką naleŜy wykonać przy przesunięciu ładunku punktowego 0,1 nC z nieskończoności do punktu znajdującego się
w odległości 2 cm od powierzchni kuli. Przyjąć, Ŝe rozkład ładunku na kuli nie ulega zmianie.
3. Płaski kondensator połączono z biegunami akumulatora o sile elektromotorycznej równej SEM. Jak zmieni się
ładunek na kondensatorze, jeŜeli rozsuniemy okładki na n=3 razy większą odległość? Jak zmieni się wówczas
natęŜenie pola elektrycznego w kondensatorze?
4. Między okładki płaskiego powietrznego kondensatora o pojemności C, połączonego z akumulatorem o sile
elektromotorycznej SEM, wprowadzono dielektryk o względnej przenikalności elektrycznej εr. Jak zmieni się
ładunek zgromadzony na kondensatorze?
5. Ile kondensatorów o pojemności 2,0 µF naleŜy podłączyć równolegle, aby zmagazynować ładunek 2,0 C przy
napięciu 400 V?