 |
|
Робота по переміщенню заряду в електричному полі
5.56. Яку роботу виконує поле під час переміщення заряду 20 нКл з точки, потенціал якої 700 В, у точку з потенціалом 200 В? з точки, потенціал якої 100 В, у точку з потенціалом 400 В?
5.57. Яку потрібно виконати роботу, щоб два заряди по 3 мкКл кожен, які знаходяться в повітрі на відстані 0,6 м один від одного, наблизились до 0,2 м?
5.58. Дві кульки із зарядами 6,7 і 13,3 нКл знаходяться на відстані 40 см одна від одної. Яку роботу необхідно виконати, щоб наблизити їх до відстані 25 см?
5.59. В однорідному електричному полі, напруженість якого 1 кВ/м, перемістили на 2 см в напрямі силової лінії заряд – 25 нКл. Визначити роботу поля, зміну потенціальної енергії взаємодії заряду з полем і різницю потенціалів між початковою та кінцевою точками переміщення.
5.60. В однорідному полі, напруженість якого 60 кВ/м, перемістили заряд 5 нКл. Вектор переміщення становить 20 см і утворює кут 60° з напрямом силової лінії. Визначити різницю потенціалів між початковою та кінцевою точками переміщення, роботу поля і зміну потенціальної енергії взаємодії заряду й поля. Дати відповіді на ті самі запитання для випадку переміщення негативного заряду.
5.61. Електрон перемістився в прискорюючому полі з точки, потенціал якої 200 В, у точку з потенціалом 300 В. Визначити кінетичну енергію електрона, зміну потенціальної енергії взаємодії з полем і набуту швидкість. Вважати, що початкова швидкість електрона дорівнює нулеві.
5.62. Яку швидкість набуває електрон прискорюючись у полі з різницею потенціалів 200 В?
5.63. З яким прискоренням рухається електрон у полі напруженість якого становить 10 кВ/м?
5.64.Кулька масою 1 г переміщується із точки А, потенціал якої 600 В, у точку потенціал якої дорівнює нулю. Визначити швидкість кульки в точці А, якщо у точці В її швидкість 20 см/с. Заряд кульки 10-8 Кл.
5.65. Електрон зі швидкістю 1,8·104 м/с влітає в однорідне електричне поле з напруженістю 3 мН\Кл і рухається проти ліній поля. З яким прискоренням рухається електрон і якою буде його швидкість, коли він пройде відстань 7,1 см? Скільки часу необхідно для набуття цієї швидкості? Рух електрона відбувається у вакуумі.
5.66. Електрон рухається вздовж ліній однорідного електричного поля. Через який час швидкість електрона стане рівною нулю, якщо напруженість поля дорівнює 90 Н/Кл, а початкова швидкість 1,8·103 км/с? Рух відбувається у вакуумі.
5.67. Якою повинна бути напруженість однорідного електричного поля в вакуумі, щоб електрон, який знаходиться в ньому в стані спокою, набув прискорення 2·1012 м/с2? Через який час електрон досягне швидкості 5·106 м/с?
5.68. Електрон, рухаючись під дією електричного поля, збільшив свою швидкість з 10 до 30 Мм/с. Визначити різницю потенціалів між початковою і кінцевою точками переміщення.
5.69. Альфа-частинка (m=6,7∙10-27 кг, q = 3,2∙10-19 Кл) вилітає з ядра радію із швидкістю υ=20 Мм/с і потрапляє в однорідне електричне поле, силові лінії якого спрямовані протилежно до напряму руху частинки. Яку різницю потенціалів повинна пройти частинка, перш ніж вона зупиниться? Якою має бути напруженість поля, щоб частинка зупинилася, пройшовши відстань s = 2 м?
5.70. Напруга між двома точками, що лежать на одній лінії напруженості однорідного поля, дорівнює 2 кВ. Відстань між цими точками 10 см. Яка напруженість поля?
5.71.Точка А лежить на лінії напруженості однорідного поля, напруженість якого 60 кВ/м (мал.86). Визначити різницю потенціалів між цією точкою і деякою точкою В, розміщеною на відстані 10 см від точки А. Розглянути випадки, коли точки А і В лежать: а) на одній лінії напруженості; б) на прямій, перпендикулярній до лінії напруженості; в) на прямій, напрямленій під кутом 45° до ліній напруженості.
5.72. Визначити напругу між точками А і В (мал.86), якщо |АВ| = 8 см, а α = 30° і напруженість поля становить 50 кВ/м.
5.73. Між двома пластинами, розташованими горизонтально в вакуумі на відстані 4,8 мм одна від одної, перебуває в рівновазі негативно заряджена крапля масла, маса якої 10 нг. Скільки «надлишкових» електронів має крапля, якщо на пластини подано напругу 1 кВ?
5.74. У деяких двох точках поля точкового заряду напруженість відрізняється в 4 рази. У скільки разів відрізняються потенціали поля в цих точках?
5.75. На скільки зміниться кінетична енергія заряду 1 нКл під час його руху в полі точкового заряду 1 мкКл з точки, віддаленої на 3 см від цього заряду, в точку, що лежить на відстані 10 см від нього? Початкова швидкість заряду дорівнює нулеві.
5.76. На скільки зміниться потенціальна енергія взаємодії зарядів 25 і –4 нКл, якщо відстань між ними збільшиться з 10 до 20 см?
5.77. У досліді Йоффе в однорідному електричному полі між паралельними різнойменно зарядженими пластинами (мал.87) знаходиться порошинка масою m = 1·10-8 г. Різниця потенціалів між пластинами φ1 – φ2 = –500 В, а відстань d = 10 см. Визначити заряд порошинки q, коли вона зрівноважена в електричному полі.
5.78. Порошинка масою 1·10-11 г має заряд, який дорівнює 20 елементарним зарядам, знаходиться в рівновазі між двома горизонтальними паралельними пластинами між якими різниця потенціалів дорівнює 153 В. Яка відстань між пластинами? В якому напрямку і з яким прискоренням буде рухатись порошинка, якщо різницю потенціалів між пластинками збільшити на 2 В?
5.79. Негативно заряджена порошинка знаходиться в рівновазі між двома рівномірно зарядженими пластинами. Відстань між пластинами дорівнює 1 см, а різниця потенціалів 100 В. Під дією ультрафіолетового випромінювання порошинка частково втрачає заряд і рівновагу. Скільки електронів втратила порошинка, якщо для відновлення рівноваги необхідно збільшити різницю потенціалів на пластинах на 50 В? Маса порошинки дорівнює 4,9·10-12 г.