Система многоуровневых задач по физике по теме «Электростатика»
Министерство образования и науки Самарской области
Государственное автономное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования (повышения квалификации) специалистов
САМАРСКИЙ ОБЛАСТНОЙ ИНСТИТУТ ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ
И ПЕРЕПОДГОТОВКИ РАБОТНИКОВ ОБРАЗОВАНИЯ
Итоговая работа
на курсах повышения квалификации
по ИОЧ (вариативный блок)
«Проектирование системы многоуровневых задач для подготовки старшеклассников к ЕГЭ по физике»
(02.11 — 06.11.2015г.)
Разработка многоуровневой системы задач по теме: «Электростатика»
Выполнила:
Шеенкова Марина Алексеевна,
учитель физики
ГБОУ СОШ №3 гКинеля
Самара 2015 г.
Введение
Решение задач по физике — необходимый элемент учебной работы. Задачи дают материал для упражнений, требующих применения физических закономерностей к явлениям, протекающим в тех или иных конкретных условиях. Поэтому они имеют большое значение для конкретизации знаний учащихся, для привития им умения видеть в окружающей жизни проявление законов физики. Без такой конкретизации знания остаются книжными, не имеющими практической ценности.
Решение задач — это одно из важных средств повторения, закрепления и проверки знаний учащихся, один из практических методов обучения физике. С помощью решения задач формируются такие качества личности, как целеустремленность, настойчивость, аккуратность, внимательность, дисциплинированность, развиваются эстетические чувства, формируются творческие способности.
Один из путей создания перечисленных условий — использование в обучении многоуровневых систем задач. Под многоуровневой системой задач понимаем те, в которых выстраивается система задач, удовлетворяющая требованиям, каждая последующая задача «сложнее» предыдущих, но во всех задачах рассматриваются одни и те же основные понятия и знания определенного раздела физики. Технология проектирования многоуровневой системы задач, позволяет ученикам успешно освоить программу как на базовом, так и на углублённом уровнях, эффективно подготовиться к итоговой государственной аттестации в форме единого государственного экзамена.
В предлагаемом подходе предлагается в каждом разделе школьного курса физики выделить максимально полный перечень элементов содержания образования (понятий, теорем, приёмов решения задач определённого типа и способов общеучебной деятельности) и построить соответствующую этому перечню многоуровневую систему учебных физических задач с охватом общеобразовательного и углубленного уровней.
Это позволяет на основе задачного подхода разработать методику обучения физике, позволяющую строить для каждого учащегося индивидуальные образовательные траектории, направленные как на формирование специальных, так и универсальных учебных действий, на успешную подготовку к итоговому государственному экзамену, к вступительным экзаменам в вузы, тем самым, в рамках учебного курса решить проблему качественного обучения физики в средней школе.
Многоуровневая система задач
Важнейшей характеристикой любой учебной задачи является уровень ее сложности. На сегодняшний день существуют различные способы определения сложности задач, причем различают понятия «сложность» и «трудность» задачи.
Все задачи, подобранные для данной матрицы условно разделены на 4 группы сложности:
— понятийный;
— повышенный;
— углубленный.
В своей работе я рассмотрела систему задач по теме «Электростатика».
1 Понятийный уровень
1
Тело обладает отрицательным электрическим зарядом. Это означает, что:
1) количество электронов равно количеству протонов;
2) количество электронов больше количества протонов;
3) количество электронов меньше количества протонов;
4) количество электронов равно количеству нейтронов.
Ответ 2.
2
В результате трения стеклянной палочки о бумагу она приобрела положительный заряд. Это означает, что
1) часть протонов перешла с палочки на бумагу;
2) часть протонов перешла с бумаги на палочку;
3) часть электронов перешла с бумаги на палочку;
4) часть электронов перешла с палочки на бумагу.
Ответ 3.
3
Два одинаковых шарика обладают зарядами 1 и -3 нКл соответственно. Какими станут заряды шариков, если их привести в соприкосновение и развести на прежнее расстояние?
1) заряд 1 шарика -3нКл, а второго 1 нКл;
3) заряды обоих шариков будут равны
— 1 нКл;
4) заряды обоих шариков будут равны 0.
Ответ 3.
4
Два стеклянных кубика 1 и 2 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле отрицательно заряженного шара, как показано в верхней части рисунка. Затем кубики раздвинули и уже потом убрали заряженный шар (нижняя часть рисунка). Какое утверждение о знаках зарядов разделённых кубиков
1) Заряды кубиков 1 и 2 положительны;
2) заряды кубиков 1 и 2 отрицательны;
3) заряд кубика 1 положительный, заряд 2 – отрицательный;
4) заряды кубиков 1 и 2 равны нулю.
Ответ: 4.
5
Точечный положительный заряд q помещен между разноименно заряженными шариками (см. рисунок).
Куда направлена равнодействующая кулоновских сил, действующих на заряд q?
1)
2)
3)
4)
Ответ: 1.
6
Модуль силы взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами равен F. Чему станет равен модуль этой силы, если увеличить заряд одного тела в 3 раза, а второго — в 2 раза?
1)
2)
3)
4)
Ответ:3
2 Базовый уровень
1
Как направлена кулоновская сила F, действующая на положительный точечный заряд , помещенный в центр квадрата, в вершинах которого находятся заряды
1) →
2) ←
3) ↑
4) ↓
В силу закона Кулона, модули сил взаимодействия заряда с зарядами в вершинах квадрата одинаковы (все заряды к вершинах имеют одинаковую по модулю величину, заряд расположен в центре квадрата). Направления сил указано на рисунке: одноименно заряженные тела отталкиваются, разноименно заряженные — притягиваются.
Правильное направление равнодействующей кулоновских сил указано в пункте 2.
Правильный ответ: 2
2
Как направлены силы электрического взаимодействия двух точечных отрицательных зарядов и как эти силы зависят от расстояния между зарядами? Выберите верное утверждение.
1) они являются силами отталкивания, убывают обратно пропорционально расстоянию между зарядами
2) они являются силами отталкивания, убывают обратно пропорционально квадрату расстояния между зарядами
3) они являются силами притяжения, убывают обратно пропорционально расстоянию между зарядами
4) они являются силами притяжения, убывают обратно пропорционально квадрату расстояния между зарядами
Решение.
Опыт показывает, что одноименно заряженные тела отталкиваются. Согласно закону Кулона, сила взаимодействия двух точечных зарядов обратно пропорциональна квадрату расстояние между ними. Таким образом, верно утверждение 2.
Правильный ответ: 2.
3
Какой график соответствует зависимости модуля сил взаимодействия F двух точечных зарядов от модуля одного из зарядов q при неизменном расстоянии между ними?
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
Решение.
Согласно закону Кулона, сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению величин зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними . При фиксированных расстоянии между зарядами и величине второго заряда, сила взаимодействия пропорциональна величине заряда. Правильный график зависимости изображен на рисунке 2.
Правильный ответ: 2.
4
Четыре равных по модулю электрических заряда расположены в вершинах квадрата (см. рисунок).
Напряжённость электростатического поля, созданного этими зарядами в точке О,
1) равна нулю только в случае, изображённом на рис. А
2) равна нулю только в случае, изображённом на рис. Б
3) равна нулю в случаях, изображённых на обоих рисунках
4) не равна нулю ни в одном из случаев, изображённых на рисунках
Решение.
Напряженность электрического поля, создаваемого точечным зарядом, пропорциональна величине этого заряда, обратно пропорциональна квадрату расстояния до заряда, направлена «от» положительного и «к» отрицательному заряду. Полное поле получается в результате суперпозиции полей от всех зарядов. Векторы напряженности полей, создаваемых всеми зарядами в точке О, показаны для обоих случаев на рисунке (красные стрелки обозначают поля от положительных зарядов, синие — от отрицательных). Ясно, что напряженность поля равна нулю только в случае Б.
Правильный ответ: 2.
5
Два одинаковых точечных заряда расположены на некотором расстоянии друг от друга. Расстояние между ними увеличивают в 4 раза. Как нужно изменить величину каждого из зарядов, чтобы модуль сил их электростатического взаимодействия остался прежним?
1) увеличить в 4 раза
2) увеличить в 2 раза
3) уменьшить в 4 раза
4) увеличить в 16 раз
Решение.
Согласно закону Кулона, сила взаимодействия двух точечных зарядов обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и прямо пропорциональна произведению величине каждого из зарядов: Таким образом, чтобы при увеличении расстояния между зарядами в 4 раза модуль сил электростатического взаимодействия остался прежним, величины зарядов необходимо увеличить в 4 раза.
Правильный ответ: 1
3. Повышенный уровень
1
Источник тока с внутренним сопротивлением r и ЭДС ε замкнут на три резистора с сопротивлением 3r каждый, соединенные последовательно. Во сколько раз изменяется сила тока в цепи, напряжение на зажимах источника и полезная мощность, если резисторы соединить параллельно?
Дано:
r, ε, R = 3r.
Найти
Решение.
Сила тока увеличится в 5 раз
Напряжение уменьшится в
раза.
Мощность увеличится в 2,8 раза.
Ответ:
\.
2
Заряженная капля ртути с зарядом + 3*10-8 Кл разлетается на две капли, одна из которых оказывается заряженной до заряда +4*10-8 Кл. Каков заряд второй капли?
Дано:
q1=+ 3*10-8 Кл
q2=+4*10-8 Кл
Решение:
Из закона сохранения
электрического заряда
следует, что заряд на
капле до ее распада равен
сумме зарядов на
образовавшихся
каплях. q1=q2+q3
q3=q1-q2
q3=+ 3*10-8 Кл-(+4*10-8 Кл)=- 10-8 Кл
Ответ: Заряд на второй капле
q3=- 10-8 Кл
q3—?
3
Постройте график зависимости модуля силы взаимодействия двух шариков с зарядами от расстояния между их центрами в диапазоне от 0,1 до 0,5 м. Заряды шариков:q1=+2*10-6 Кл и q2= -1*10-6 Кл. Размер шариков около 1 см . Найдите по графику, на каком примерно расстоянии между шарами сила взаимодействия будет примерно равна по величине 0,5 Н.
РЕШЕНИЕ:
Величины силы взаимодействия будем рассчитывать по закону Кулона :
F
Рассчитывая силу взаимодействия зарядов для различных значений r , составим таблицу:
r,м
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
F,Н
1,8
0,45
0,2
0,11
0,072
На основе графика легко установить, что F=0,5 Н при r = 0,18 м.
4
Два разноименных заряда q и -3q находятся на одинаковых по размеру металлических шарах на расстоянии, позволяющем считать их точечными. Как изменится сила их взаимодействия, если, не меняя расстояния между ними на короткое время соединить их проводником?
Решение:
По условию заряды притягиваются друг к другу с силой
Суммарный заряд на двух шарах равен q+(-3q)=-2q. После соединения шаров проволокой он распределится поровну между ними. Таким образом, на каждом шаре окажется заряд равный -q, и они начнут отталкиваться с силой
Отношение
Ответ: Сила взаимодействия уменьшится в три раза.
5
Определите построением модуль силы F , действующей на заряд Q, и ее направление, если его поместили в центр равностороннего треугольника, в вершинах которого располагаются одинаковые заряды q. Рассмотрите случай, когда два заряда q – положительные, а третий q и зарядQ – отрицательные.
Решение:
Так как в вершинах треугольника все заряды одинаковы, то силы, действующие на заряд, в центре будут одинаковы. Поскольку векторы F1 и F2 расположены под углом 1200, то их векторная сумма равна длине вектора F3 .Таким образом, результирующий вектор R в два раза длиннее F3 и направлен вниз.
6
Два крошечных металлических шарика массой по 10 мг, имеющие заряды, подвешены в одной точке на нитях длиной 30 см. Каждая нить образует угол 15° с вертикалью. Каково значение зарядов шариков?
Решение:
В проекциях:
4 Углубленный уровень
1
Горизонтально расположенная положительно заряженная пластина создает вертикально направленное однородное электрическое поле напряженностью 105 В/м. Hа нее с высоты 10 см падает шарик массой 40 г, имеющий отрицательный заряд -10-6 Кл и начальную скорость 2м/с, направленную вертикально вниз. Какую энергию шарик передаст пластине при абсолютном неупругом ударе? Ответ округлить с точностью до сотых.
Решение:
В ходе перераспределения зарядов выполняется закон сохранения заряда: q1+ q2 = q’1+ q’2
на обоих конденсаторах устанавливается равное напряжение U U = q’1 /С1 = q’2/ С2 ,
т.к. q1 = С 1*U 1и q2 = С 2*U2
из преобразований U = (С 1*U1 + С 2*U2)/(С1 + С2) = 91,7В
2
В пространство между пластинами плоского конденсатора влетает электрон со скоростью 2⋅107 м/с, направленной параллельно пластинам конденсатора. На какое расстояние по направлению к положительно заряженной пластине сместится электрон за время движения.
Решение.
Напряженность электрического поля направлена вдоль оси у. Запишем уравнение Ньютона для электрона в электрическом поле.
Вдоль оси х электрон движется равномерно со скоростью
а вдоль оси у равноускоренно с ускорением
Пусть в момент времени 1 электрон вылетает из конденсатора,
Для однородного электростатического поля
5. Качественные задачи
1
Металлическому шарику сообщили положительный заряд. Что произойдет с его массой: увеличится, уменьшится или останется постоянной?
Решение:
Масса шарика уменьшится, т.к. образование положительного заряда означает, что шарик покинули электроны, а следовательно и масса шарика уменьшится.
2
Почему при переливании бензина из одной цистерны в другую он может воспламениться , если не принять специальных мер предосторожности?
Решение:
Бензин взаимодействует с поверхностью цистерны (трение о поверхность), в результате чего поверхность и бензин электризуются. На них образуются разноимённые заряды, между которыми может возникнуть искра и бензин воспламенится.
3
На предприятиях резиновой промышленности при вальцовке каучук пропускают между двумя вращающимися валами. Если поднести руку к такому каучуку, то появится искра. Почему?
Решение:
При вальцовке каучук электризуется.
4
Правильно ли выражение: «При трении создаются заряды»?
Решение:
Нет, не создаются .Они перераспределяются. При этом выполняется закон сохранения заряда. ( в замкнутой системе)
Задачи части А А 1 Какие из
- Главная
- О сайте
- Политика защиты авторских прав
- Контакты
Advertisements
ФИЗИКА ЕГЭ Закон Кулона. ЗАДАЧИ с решениями
ЕГЭ Закон Кулона. ЗАДАЧИ с решениями
Формулы, используемые на уроках «Задачи на взаимодействие зарядов и закон Кулона».
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1. Два шарика, расположенных на расстоянии г = 20 см друг от друга, имеют одинаковые по модулю заряды и взаимодействуют в воздухе с силой F = 0,3 мН. Найти число нескомпенсированных электронов N на каждом шарике.
Задача № 2. С какой силой взаимодействовали бы в воздухе две капли воды массами по m = 1 г, расположенные на расстоянии г = 50 см друг от друга, если бы одной из них передали 10% всех электронов, содержащихся в другой капле?
Смотреть решение и ответ
Задача № 3. Два одинаковых шарика зарядили так, что заряд одного из них оказался по модулю в п раз больше другого. Шарики привели в соприкосновение и развели на вдвое большее, чем прежде, расстояние. Во сколько раз изменилась сила их кулоновского взаимодействия, если их заряды до соприкосновения были разноименными?
Смотреть решение и ответ
Задача № 4. Два маленьких заряженных шарика взаимодействуют в вакууме с некоторой силой, находясь на расстоянии r1 друг от друга. На каком расстоянии r2 друг от друга они будут взаимодействовать в среде с диэлектрической проницаемостью ε2, если сила их взаимодействия останется прежней?
Смотреть решение и ответ
Задача № 5. Маленьким шариком с зарядом q коснулись внутренней поверхности очень большого незаряженного металлического шара, в результате чего на большом шаре поверхностная плотность зарядов стала равна σ. Найти объем V большого шара. Среда — воздух.
Смотреть решение и ответ
Задача № 6. Два металлических шарика имеют массу m = 10 г каждый. Какое число электронов N надо удалить с каждого шарика, чтобы сила их кулоновского отталкивания стала равна силе их гравитационного тяготения друг к другу?
Смотреть решение и ответ
Задача № 7. Между двумя одноименными точечными зарядами q1 = 1 • 10–8 Кл и q2 = 4 • 10–8 Кл, расстояние между которыми r = 9 см, помещают третий заряд q0 так, что все три заряда оказываются в равновесии. Чему равен этот третий заряд q0 и каков его знак? На каком расстоянии r1 от заряда q1 он располагается?
Смотреть решение и ответ
Задача № 8. Заряды q1 = 20 нКл и q2 = –30 нКл расположены на некотором расстоянии друг от друга (рис. 1-10). Заряд q0 помещают сначала в точку 1, расположенную слева от заряда q1 на расстоянии r/2 от него, а затем в точку 2, расположенную между зарядами q1 и q2. Найти отношение силы F1, с которой заряды q1 и q2 действуют на заряд q0 в точке 1, к силе F2, с которой они действуют на него в точке 2.
Смотреть решение и ответ
Задача № 9. В вершинах равностороннего треугольника находятся одинаковые заряды q = 2 нКл (рис. 1-11). Какой заряд q0 надо поместить в центр треугольника С, чтобы система всех этих зарядов оказалась в равновесии? Будет ли равновесие устойчивым?
Смотреть решение и ответ
Задача № 10. В вершинах квадрата расположены заряды q (рис. 1-12). Какой заряд q0 и где надо поместить, чтобы вся система зарядов оказалась в равновесии? Будет ли равновесие устойчивым?
Смотреть решение и ответ
Задача № 11. В трех соседних вершинах правильного шестиугольника со стороной а расположены положительные заряды q, а в трех других — равные им по модулю, но отрицательные заряды. С какой силой F эти шесть зарядов будут действовать на заряд q0, помещенный в центр шестиугольника (рис. 1-13)?
Смотреть решение и ответ
Задача № 12. Два одинаковых маленьких шарика массами по m = 10 г каждый заряжены одинаково и подвешены на непроводящих и невесомых нитях так, как показано на рис. 1-14. Какой заряд q должен быть на каждом шарике, чтобы нити испытывали одинаковое натяжение? Среда — воздух, длина каждой нити l = 30 см.
Смотреть решение и ответ
Задача № 13. На изолирующей нити подвешен маленький шарик массой m = 1 г, имеющий заряд q1 = 1 нКл. К нему снизу подносят на расстояние г = 2 см другой заряженный маленький шарик, и при этом сила натяжения нити уменьшается вдвое. Чему равен заряд q2 другого шарика? Среда — воздух.
Смотреть решение и ответ
Задача № 14. Два одинаковых маленьких шарика подвешены на невесомых нитях длиной I каждая в одной точке. Когда им сообщили одинаковые заряды q, шарики разошлись на угол а (рис 1-16). Найти силу натяжения Fн каждой нити. Среда — воздух.
Смотреть решение и ответ
Задача № 15. Два одинаково заряженных шарика, подвешенных на нитях равной длины, разошлись на некоторый угол (рис. 1-17, а). Чему равна плотность материала шариков р, если после погружения их в керосин угол между нитями не изменился (рис. 1-17, б)? Относительная диэлектрическая проницаемость воздуха ε1 = 1, относительная диэлектрическая проницаемость керосина ε2 = 2. Плотность керосина р0 = 800 кг/м3.
Смотреть решение и ответ
(с) В учебных целях использованы цитаты из учебного пособия «Новый репетитор по физике для подготовки к ЕГЭ : задачи и методы их решения / И.Л. Касаткина; под ред. Т.В. Шкиль. — Ростов н /Д : Феникс».
Это конспект по теме «ЕГЭ Закон Кулона. ЗАДАЧИ с решениями». Выберите дальнейшие действия:
Напряженность и закон Кулона
Закон Кулона
Закон сохранения электрического заряда
Напряженность
Принцип суперпозиции
Электрическое поле
Потенциал электростатического поля
Разность потенциалов
Теория
Совсем чуть−чуть.
Закон Кулона — сила, с которой два точечных заряда действуют друг на друга. Она обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и прямо пропорциональна произведению их зарядов.
Заряды с одинаковым знаком отталкиваются, с разными — притягиваются. По III з. Ньютона сила действия одного заряда равна силе действия другого:
Наглядно рассказывается об этом в видео.
А напряженность — силовая характеристика электрического поля. По-простому: электрическое поле действует на заряд, и вот сила, с которой поле действует на заряд, и есть напряженность.
Напряженность НЕ зависит от величины заряда, помещенного в поле!
Задачи
Задача 1 Два одинаковых маленьких положительно заряженных металлических шарика находятся в вакууме на достаточно большом расстоянии друг от друга. Модуль силы их кулоновского взаимодействия равен F₁. Модули зарядов шариков отличаются в 5 раз. Если эти шарики привести в соприкосновение, а затем расположить на прежнем расстоянии друг от друга, то модуль силы их кулоновского взаимодействия станет равным F₂. Определите отношение F₂ к F₁.
Скажем, что заряд одного шарика q, другого 5q. Тогда сила Кулона между ними:
А если теперь соединить два шарика, то общий заряд разделится пополам (на каждый шарик). Общий заряд 5q + q = 6q, тогда на каждом шарике окажется по 3q. Тогда сила Кулона:
Отношение получится таким:
Ответ: 1,8
Задача 2 Два одинаковых маленьких разноименно заряженных металлических шарика находятся в вакууме на достаточно большом расстоянии друг от друга. Модуль силы их кулоновского взаимодействия равен F₁. Модули зарядов шариков отличаются в 4 раза. Если эти шарики привести в соприкосновение, а затем расположить на прежнем расстоянии друг от друга, то модуль силы их кулоновского взаимодействия станет равным F₂. Определите отношение F₁ к F₂.
Та же самая задача? А вот и нет, одно слово другое: разноименно вместо положительных. Это значит, что один шарик будет заряжен положительно, другой отрицательно. По сравнению с первым случаем сила Кулона никак не изменится по модулю (только по нарпавлению).
А вот после соприкосновения изменится. Общий заряд: 5q − q = 4q или q − 5q = − 4q, тогда на каждый шар пойдет по 2q:
Отношение:
Ответ: 0,8
Задача 3 На нерастяжимой нити висит шарик массой 100 г, имеющий заряд 20 мкКл. Как необходимо зарядить второй шарик, который подносят снизу к первому шарику на расстояние 30 см, чтобы сила натяжения: а) увеличилась в 4 раза; б) рассмотреть случай невесомости?
В начальный момент времени на шарик действуют две силы:
а) Чтобы сила натяжения увеличилась в 4 раза, сила Кулона должна быть направлена вниз, значит, нужно поднести отрицательно заряженный шарик. Запишем также уравнение на ось Y:
б) Невесомость возникает, когда сила натяжения равна нулю. Для этого нужно, чтобы сила Кулона была направлена вверх, значит, подносим положительный заряд:
Ответ: −1,5 мкКл, 500 нКл.
Задача 3 Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта, выбивает с поверхности пластинки электрон, который попадает в электрическое поле с напряженностью 125 В/м. Найти расстояние, которое он пролетит прежде, чем разгонится до скорости, равной 1% от скорости света.
В задаче говорится про электрон, значит, его массу m = 9,1×10⁻³¹ кг и заряд q = 1,6 × 10⁻¹⁹ Кл можно посмотреть в справочных данных.
Найдем ускорение электрона в электрическом поле:
Остается найти пройденный путь в равноускоренном движении при нулевой начальной скорости:
Ответ: 0,2 м
Задача 4 Полый заряженный шарик массой m = 0,4 г. движется в однородном горизонтальном электрическом поле из состояния покоя. Модуль напряженности электрического поля E = 500 кВ/м. Траектория шарика образует с вертикалью угол α = 45°. Чему равен заряд шарика?
Для начала разберемся, какие силы действуют на заряд:
Заряд движется под углом 45 градусов, значит, отношением сил будет тангенс 45°:
Ответ: 8×10⁻⁹ Кл
Задача 5 При нормальных условиях электрический «пробой» сухого воздуха наступает при напряжённости электрического поля 30 кВ/см. В результате «пробоя» молекулы газа, входящие в состав воздуха, ионизируются и появляются свободные электроны. Какую кинетическую энергию приобретёт такой электрон, пройдя в электрическом поле расстояние 10⁻⁵ см? Ответ выразите в электронвольтах. (ЕГЭ)
Задача кажется весьма тяжелой, но это обманчиво. Воспользуемся знакомой формулой напряженности:
Домножим на длину обе части, тогда слева получится работа, а работа — это изменение энергии:
Переводить сантиметры не обязательно, они сократятся. Чтобы перевести джоули в электронвольты, нужно разделить на 1,6 × 10⁻¹⁹
Ответ: 0,3 эВ
Задача 6 В вершинах равностороннего треугольника со стороной «а» находятся заряды +q, +q и -q. Найти напряженность поля Е в центре треугольника.
Покажем, как направлена напряженность: для двух положительных зарядов — от них (красные стрелочки), для отрицательного заряда — к нему (синяя стрелочка).
Угол между синим вектором и красным составляет 60°. Если продлить красный вектор до стороны, получится прямоугольный треугольник. Тогда, чтобы посчитать результирующую напряженность, спроецируем красные векторы на синий:
Остается разобрать на каком расстоянии находятся заряды от центра треугольника. Высоту треугольника можно найти по т. Пифагора, равна она а√3/2. А расстояние тогда составит 2/3 от высоты:
Ответ: 6kq/a²
Задача 6 Два шарика с зарядами Q = –1 нКл и q = 5 нКл соответственно, находятся в однородном электрическом поле с напряженностью Е = 18 В/м, на расстоянии r = 1 м друг от друга. Масса первого шарика равна M = 5 г. Определите, какую массу должен иметь второй шарик, чтобы они двигались с прежним между ними расстоянием и с постоянным по модулю ускорением. (ЕГЭ — 2016)
Направим ось X вправо и покажем, какие силы действуют на каждый заряд.
На положительный заряд электрическая сила действует по линиям напряженности, для отрицательного заряда все наоборот. Силы кулона направлены к зарядам, они разноименные. Составим уравнение для каждого заряда:
Сумма всех сила равна ma, потому что в условии сказано, что шарики двигаются с постоянным ускорением, а чтобы расстояние не менялось, двигаться они должны в одном направлении.
Разделим одно уравнение на другое и выразим массу:
Ответ: 8,3 гр.
Задача 7 Четыре маленьких одинаковых шарика, связанных нерастяжимыми нитями одинаковой длины, заряженызарядами q, q, q и 2q. Сила натяжения нити, связывающей первый и второй шарики, равна T. Найти силу натяжения нити, связывающейвторой и третий шарики. (Росатом)
Покажем, каким силам противодействует сила натяжения Т. Воспользуемся принципом суперпозиции и законом Кулона:
Сила натяжения Т удерживает первый шарик, других сил для него нет, значит, больше ничего для первого случая не требуется.
Как проще это запомнить: проводим линию перпендикулярно той нити, о которой говорим (красная черточка), после записываем только те силы между шариками, которые появляются по разные стороны от проведенной линии:
Теперь также составим уравнения для силы натяжения между вторым и третьим шариком:
Распишим каждое уравнение по закону кулона, скажем, что расстояние между соседними шариками равно «а»:
Второе уравнение с подстановкой выражения из первого:
Ответ: 71T/53
Задача 8 Точечный заряд, расположенный в точке C, создаёт в точках A и B поле с напряжённостью Ea и Eb соответственно (см. рисунок; угол ACB — прямой). Найти напряжённость электрическогополя, создаваемого этим зарядом в точке M, являющейся основанием перпендикуляра, опущенного из точки C на прямую AB. (Росатом)
Запишем, чему равна напряженность в каждой из этих точек, взяв длины отрезков за a; b; h:
Площадь прямоугольного треугольника можно найти как полупроизведение катетов или как полупроизведение высоты и основания:
Возведем в квадрат получившиеся уравнение, а дальше смертельный номер: возводим в −1 степень и домножаем обе части на kq:
Выразим a² и b² через напряженность:
Ответ: Ea+Eb
Задача 9 Частицы с массами M и m, и зарядами q и −q соответственно вращаются с угловой скоростью ω по окружностям вокруг оси, направленной по внешнемуоднородному электрическому полю с напряжённостью E (рис.). Найдите расстояние L между частицами и расстояние H между плоскостями их орбит. (Всеросс. 2008)
Накрест лежащие углы при параллельных прямых (движения частиц) и секущей силы Кулона равны α. Покажем какие силы действуют на каждую частицу:
Запишем уравнения по осям на верхнюю частицу:
На нижнюю частицу:
Построим два треугольника, которые показывают расстояние между частицами и высоту между ними.
Разделим уравнения друг на друга, а также выразим тангенс угла из этих треугольников:
Сложим два уравнения, чтобы найти расстояние между плоскостями:
Пункт «а» решили, теперь с расстоянием разберемся: выразим из ур-ия (1) длину, а дальше из треугольника выразим синус угла альфа:
Вместо Н подставим то, что мы нашли:
Задача 10 В точке O к стержню привязана непроводящая нить длиной R c зарядом q на конце. Известный эталонный заряд Q₂ и измеряемый заряд Q₁ установлены на расстояниях L₂ и L₁ от точки O. Все заряды одногознака и могут считаться точечными. Найдите величину заряда Q₁, если в состоянии равновесия нить отклонена на угол β от отрезка, соединяющегозаряды Q₂ и Q₁. (Всеросс. 2018)
Проведем оси, подпишем расстояние от Q₁ до q и от Q₂ до q. Запишем ур-ия сил на каждую ось:
Не хочется мучиться с силой натяжения нити, поэтому займемся ур-ем на ось Y:
Из прямоугольных треугольников можно получить такие соотношения, а также из теоремы косинусов выразить S₁ и S₂:
Подставим в ур-ие (1):
В качестве закрепления материала решите несколько похожих задач с ответами.
Будь в курсе новых статеек, видео и легкого технического юмора.
28. A 11 № 3743.
Закон Кулона
1. A 11 № 1301. Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами уменьшили в 3 раза, а один из зарядов увеличили в 3 раза. Силы взаимодействия между ними
1) не изменились 2) уменьшились в 3 раза 3) увеличились в 3 раза 4) увеличились в 27 раз
2. A 11 № 1302. Точечный положительный заряд q помещен между разноименно заряженными шариками (см. рисунок).
Куда направлена равнодействующая кулоновских сил, действующих на заряд q?
1) 2)3)4)
3. A 11 № 1305. Модуль силы взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами равен F. Чему станет равен модуль этой силы, если увеличить заряд одного тела в 3 раза, а второго — в 2 раза?
1) 2)3)4)
4. A 11 № 1307. Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами увеличили в 3 раза, а один из зарядов уменьшили в 3 раза. Сила электрического взаимодействия между ними
1) не изменилась 2) уменьшилась в 3 раза 3) увеличилась в 3 раза 4) уменьшилась в 27 раз
5. A 11 № 1308. Как направлена кулоновская сила F, действующая на положительный точечный заряд , помещенный в центр квадрата, в вершинах которого находятся заряды,,,?
1) → 2) ← 3) ↑ 4) ↓
6. A 11 № 1310. Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами увеличили в 2 раза, а один из зарядов уменьшили в 4 раза. Сила электрического взаимодействия между ними
1) не изменилась 2) уменьшилась в 4 раза 3) увеличилась в 4 раза 4) уменьшилась в 16 раз
7. A 11 № 1311. Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами увеличили в 2 раза, и один из зарядов уменьшили в 2 раза. Сила взаимодействия между зарядами
1) уменьшилась в 2 раза 2) уменьшилась в 4 раза 3) уменьшилась в 8 раз 4) не изменилась
8. A 11 № 1312. Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами уменьшили в 2 раза, и один из зарядов увеличили в 2 раза. Силы взаимодействия между зарядами
1) увеличились в 2 раза 2) увеличились в 4 раза 3) увеличились в 8 раз 4) не изменились
9. A 11 № 1313. Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами увеличили в 2 раза, и один из зарядов увеличили в 2 раза. Силы взаимодействия между зарядами
1) уменьшились в 2 раза 2) уменьшились в 4 раза 3) уменьшились в 8 раз 4) не изменились
10. A 11 № 1314. Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами уменьшили в 2 раза, и один из зарядов уменьшили в 2 раза. Сила взаимодействия между зарядами
1) увеличилась в 2 раза 2) увеличилась в 4 раза 3) увеличилась в 8 раз 4) не изменилась
11. A 11 № 1315. Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами увеличили в 2 раза, и оба заряда уменьшили в 2 раза. Сила взаимодействия между зарядами
1) уменьшилась в 4 раза 2) уменьшилась в 8 раз 3) уменьшилась в 16 раз 4) не изменилась
12. A 11 № 1316. Пара легких одинаковых шариков, заряды которых равны по модулю, подвешена на шелковых нитях. Заряд одного из шариков указан на рисунках.
Какой из рисунков соответствует ситуации, когда заряд 2-го шарика отрицателен?
1) A 2) Б 3) В 4) A и В
13. A 11 № 1317. Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов, если расстояние между ними уменьшить в 3 раза?
1) увеличится в 3 раза 2) уменьшится в 3 раза 3) увеличится в 9 раз 4) уменьшится в 9 раз
14. A 11 № 1322. Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами уменьшили в 2 раза, и оба заряда уменьшили в 2 раза. Сила взаимодействия между зарядами
1) уменьшилась в 4 раза 2) уменьшилась в 8 раз 3) уменьшилась в 16 раз 4) не изменилась
15. A 11 № 1323. Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами уменьшили в 2 раза, и оба заряда увеличили в 2 раза. Сила взаимодействия между зарядами
1) увеличилась в 4 раза 2) увеличилась в 8 раз 3) увеличилась в 16 раз 4) не изменилась
16. A 11 № 1324. Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами увеличили в 2 раза, и оба заряда перенесли из вакуума в среду с диэлектрической проницаемостью 2. Сила взаимодействия между зарядами
1) уменьшилась в 4 раза 2) уменьшилась в 8 раз 3) уменьшилась в 16 раз 4) не изменилась
17. A 11 № 1325. Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами уменьшили в 2 раза, и оба заряда перенесли из вакуума в среду с диэлектрической проницаемостью 2. Сила взаимодействия между зарядами
1) увеличилась в 2 раза 2) увеличилась в 4 раз 3) увеличилась в 8 раз 4) не изменилась
18. A 11 № 1326. Сила взаимодействия между двумя точечными заряженными телами равна F. Чему станет равна сила взаимодействия между телами, если заряд одного тела увеличить в 2 раза, а расстояние между телами уменьшить в 2 раза?
1) 2)3)4)
19. A 11 № 1327. Модуль силы взаимодействия между двумя точечными заряженными телами равен F. Чему станет равен модуль силы взаимодействия между телами, если заряд каждого тела уменьшить в n раз и расстояние между телами уменьшить в n раз?
1) nF 2) F 3) 4)
20. A 11 № 1329. Как направлены силы электрического взаимодействия двух точечных отрицательных зарядов и как эти силы зависят от расстояния между зарядами? Выберите верное утверждение.
1) они являются силами отталкивания, убывают обратно пропорционально расстоянию между зарядами 2) они являются силами отталкивания, убывают обратно пропорционально квадрату расстояния между зарядами 3) они являются силами притяжения, убывают обратно пропор-ционально расстоянию между зарядами 4) они являются силами притяжения, убывают обратно пропорционально квадрату расстояния между зарядами
21. A 11 № 1331. Между двумя точечными заряженными телами сила электрического взаимодействия равна 12 мН. Если заряд одного тела увеличить в 3 раза, а заряд другого тела уменьшить в 4 раза и расстояние между телами уменьшить в 2 раза, то сила взаимодействия между телами станет равна
1) 1 мН 2) 24 мН 3) 36 мН 4) 48 мН
22. A 11 № 1332. Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных заряженных тел при увеличении расстояния между ними в 3 раза и увеличении заряда одного из тел в 3 раза?
1) увеличится в 27 раз 2) увеличится в 9 раз 3) не изменится 4) уменьшится в 3 раза
23. A 11 № 1333. Между двумя точечными заряженными телами сила электрического взаимодействия равна 24 мН. Если заряд одного тела увеличить в 2 раза, а заряд другого тела уменьшить в 3 раза и расстояние между телами увеличить в 2 раза, то сила взаимодействия между телами станет равна
1) 2 мН 2) 4 мН 3) 8 мН 4) 12 мН
24. A 11 № 1334. Между двумя точечными заряженными телами сила электрического взаимодействия равна 20 мН. Если заряд одного тела увеличить в 4 раза, а заряд другого тела уменьшить в 5 раза и расстояние между телами уменьшить в 2 раза, то сила взаимодействия между телами станет равна
1) 64 мН 2) 25 мН 3) 45 мН 4) 4 мН
25. A 11 № 1335. Между двумя точечными заряженными телами сила электрического взаимодействия равна 12 мН. Если заряд одного тела увеличить в 2 раза, а заряд другого тела уменьшить в 3 раза и расстояние между телами уменьшить в 2 раза, то сила взаимодействия между телами станет равна
1) 32 мН 2) 16 мН 3) 8 мН 4) 4 мН
26. A 11 № 3375. Какой график соответствует зависимости модуля сил взаимодействия F двух точечных зарядов от модуля одного из зарядов q при неизменном расстоянии между ними?
1) 2)3)4)
27. A 11 № 3557. В вершинах правильного треугольника расположены точечные заряды. Сила, действующая на заряд, направлена:
1) вправо 2) влево 3) вверх 4) вниз
В вершинах при основании прямоугольного равнобедренного треугольника расположены отрицательные точечные заряды, равные по модулю (см. рисунок). Выберите правильное направление кулоновской силы, действующей на помещенный в точку Oположительный точечный заряд, равный по модулю любому из двух других зарядов.
1)
2)
3)
4)
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
29. A 11 № 3877. Четыре равных по модулю электрических заряда расположены в вершинах квадрата (см. рисунок).
Напряжённость электростатического поля, созданного этими зарядами в точке О,
1) равна нулю только в случае, изображённом на рис. А 2) равна нулю только в случае, изображённом на рис. Б 3) равна нулю в случаях, изображённых на обоих рисунках 4) не равна нулю ни в одном из случаев, изображённых на рисунках
30. A 11 № 4489. Силы электростатического взаимодействия между двумя точечными заряженными телами равны по модулю F. Как изменится модуль сил электростатического взаимодействия между этими телами, если расстояние между ними увеличить в 2 раза?
1) уменьшится в 2 раза 2) увеличится в 2 раза 3) уменьшится в 4 раза 4) увеличится в 4 раза
31. A 11 № 4524. Силы электростатического взаимодействия между двумя точечными заряженными телами равны по модулю F. Как изменится модуль сил электростатического взаимодействия между этими телами, если заряд каждого тела увеличить в 3 раза?
1) увеличится в 3 раза 2) увеличится в 9 раз 3) уменьшится в 9 раз 4) уменьшится в 3 раза
32. A 11 № 4559. Два одинаковых точечных заряда расположены на некотором расстоянии друг от друга. Расстояние между ними увеличивают в 4 раза. Как нужно изменить величину каждого из зарядов, чтобы модуль сил их электростатического взаимодействия остался прежним?
1) увеличить в 4 раза 2) увеличить в 2 раза 3) уменьшить в 4 раза 4) увеличить в 16 раз
33. A 11 № 4629. Как изменится модуль сил кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов, если расстояние между ними увеличить в 1,5 раза?
1) уменьшится в 2,25 раза 2) уменьшится в 1,5 раза 3) увеличится в 1,5 раза 4) увеличится в 2,25 раза
Работа электрического тока
1. A 11 № 3524. К источнику тока с ЭДС 2 В подключен конденсатор емкостью 1 мкФ. Какую работу совершил источник при зарядке конденсатора?
1) 2)3)4)
2. A 11 № 3527. К источнику тока с ЭДС 2 В подключен конденсатор емкостью 1 мкФ. Какое тепло выделится в цепи в процессе зарядки конденсатора? Эффектами излучения пренебречь.
1) 2)3)4)
3. A 11 № 3530. К идеальному источнику тока с ЭДС 3 В подключили конденсатор емкостью 1 мкФ один раз через резистор Ом, а второй раз — через резисторОм. Во сколько раз во втором случае изменится тепло, выделившееся на резисторе, по сравнению с первым? Излучением пренебречь.
1) увеличится в раз 2) увеличится в 2 раза 3) увеличится в 4 раза 4) не изменится
Электрическая напряжённость, потенциал, разность потенциалов
1. A 11 № 1306. Какова разность потенциалов между точками поля, если при перемещении заряда 12 мкКл из одной точки в другую электростатическое поле совершает работу 0,36 мДж?
1) 0,3 В 2) 3 В 3) 30 В 4) 300 В
2. A 11 № 1309. На рисунке представлено расположение двух неподвижных точечных электрических зарядов и.
Направлению вектора напряженности электрического поля этих зарядов в точке A соответствует стрелка
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4
3. A 11 № 1319. На рисунке показано расположение двух неподвижных точечных электрических зарядов и. В какой из трех точек —А, B или C — модуль вектора напряженности суммарного электрического поля этих зарядов максимален?
1) в точке А 2) в точке B 3) в точке C 4) во всех трех точках модуль напряженности поля имеет одинаковые значени
4. A 11 № 1429. Модуль напряженности однородного электрического поля равен 100 В/м. Каков модуль разности потенциалов между двумя точками, расположенными на одной силовой линии поля на расстоянии 5 см?
1) 5 В 2) 20 В 3) 500 В 4) 2 000 В
5. A 11 № 1906. В электрическую цепь включена медная проволока длиной. При напряженности электрического полясила тока в проводнике равна 2 А. К концам проволоки приложено напряжение
1) 10 В 2) 20 В 3) 30 В 4) 40 В
6. A 11 № 1922. На рисунке изображен вектор напряженности Е электрического поля в точке С, которое создано двумя неподвижными точечными зарядами и.
Чему равен заряд , если заряд?
1) 2)3)4)
7. A 11 № 3376. Напряженность электрического поля измеряют с помощью пробного заряда . Если величину пробного заряда уменьшить вn раз, то модуль напряженности измеряемого поля
1) не изменится 2) увеличится в n раз 3) уменьшится в n раз 4) увеличится в раз
Страница не найдена | MIT
Перейти к содержанию ↓- Образование
- Исследовательская работа
- Инновации
- Прием + помощь
- Студенческая жизнь
- Новости
- Выпускников
- О MIT
- Подробнее ↓
- Прием + помощь
- Студенческая жизнь
- Новости
- Выпускников
- О MIT
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов
Предложения или отзывы?
.Тема 6 Карточки Маркуса Хантера
близко
Знание Генома TM
Сертифицировано Brainscape
Просмотрите более 1 миллиона курсов, созданных лучшими студентами, профессорами, издателями и экспертами, которые охватывают весь мир «усваиваемых» знаний.
Вступительные экзамены
Экзамены AP
Экзамены GCSE
Вступительные экзамены в магистратуру
Вступительные экзамены в университет
Профессиональные сертификаты
MPRE
Бар экзамен
Водитель Эд
Финансовые экзамены
Медицинские и сестринские сертификаты
Военные экзамены
Сертификаты технологий
TOEFL
Другие сертификаты
Иностранные языки
арабский
китайский язык
французский язык
Немецкий
иврит
Итальянский
японский язык
корейский язык
Лингвистика
португальский
русский
испанский
TOEFL
Другие иностранные языки
Наука
Анатомия
Астрономия
Биохимия
Биология
Клеточная биология
Химия
наука о планете Земля
Наука об окружающей среде
Генетика
Геология
Здоровье
Наука о жизни
Морская биология
Метеорология
Микробиология
Океанография
Органическая химия
Периодическая таблица
Физическая наука
Физика
Физиология
Растениеводство
Наука
Зоология
Английский
Американская литература
Британская литература
Писательское творчество
английский
Художественная литература
Средневековая литература
Акустика
Поэзия
Пословицы и идиомы
Шекспир
Орфография
Vocab Builder
Гуманитарные и социальные исследования
Антропология
Гражданство
Гражданское
Классика
Связь
Уголовное правосудие
География
История
Философия
Политическая наука
Психология
Религия и Библия
Социальные исследования
Социальная работа
Социология
Математика
Алгебра
Алгебра II
Арифметика
Исчисление
Геометрия
Линейная алгебра
Математика
Таблицы умножения
Precalculus
Вероятность
Статистические методы
Статистика
Тригонометрия
Медицина и уход
Анатомия
Анестезиология
Аудиология
Бактериология
Биохимия
Биоэтика
Биомедицинская наука
Кардиология
Сердечно-сосудистые
Роды
Хиропрактика
Стоматология
Дерматология
Диагностическая визуализация
Наркотики
Эндокринология
Эпидемиология
ER
Гастроэнтерология
Генетика
Гериатрия
Общая анатомия
Гинекология
Гематология
Гормоны
Инфекционное заболевание
Медицинские осмотры
Медицинская терминология
Микроанатомия
Скелетно-мышечный
Нейроанатомия
Неврология
Нервно-мышечный
Нейрохирургия
Уход
Питание
Акушерство
Трудотерапия
Онкология
Офтальмология
Оптометрии
Ортодонтия
Ортопедия
Отоларингология
Фельдшер
Пассивный уход
Патология
Leave A Comment