Ładunek elektryczny ćwiczenia

Transkrypt

1 Ładunek elektryczny ćwiczenia. Na jedwabnej nici wisi naelektryzowana kulka. W jaki sposób moŝna określić znak jej ładunku.. Czy poprawne jest stwierdzenie: W czasie pocierania ebonitu o sukno powstają ładunki elektryczne.? Dlaczego? 3. Czy moŝna cały ładunek z jednego przewodnika przekazać na drugi izolowany przewodnik? Dlaczego? 4. Nasiona trawy lub drobne kawałki włosów zawieszone w oleju i poddaniu działaniu pola elektrostatycznego, ustawiają się zgodnie z liniami pola. Dlaczego? 5. Filtr elektrostatyczny stosowany w elektrociepłowniach do usuwania drobin ciał stałych z gazów spalinowych, składa się z metalowej rury i biegnącego współosiowo przewodu o wysokim napięciu. Wyjaśnij, jak taki filtr działa. 6. Mamy zawieszoną na stylonowej nitce kulkę, która nie jest naelektryzowana. Dlaczego jednak, gdy zbliŝymy do niej naelektryzowany pręt np. ebonitowy, kulka wychyla się? 7. Pręt szklany pocieramy papierem. Stwierdzamy, Ŝe ma on ładunek dodatni. Czy papier równieŝ się elektryzuje? JeŜeli tak, to dlaczego i jaki ładunek uzyskuje? 8. Jaki ładunek co do wartości i znaku uzyskała wełniana szmatka, która pocieraliśmy ebonitowy pręt, jeŝeli pręt naelektryzował się ujemnym ładunkiem Q? 9. Technicy pracujący przy montaŝu układów elektronicznych wysokiej skali integracji zakładają na nadgarstki miedziane, uziemione bransoletki. Dlaczego? 0. Kropla wody mająca ładunek elektryczny +q połączyła się z kroplą wody posiadającą ładunek elektryczny q. Jaki ładunek ma powstała w ten sposób, większa kropla?. Umyte włosy po wyschnięciu i przeczesaniu nie chcą leŝeć. Dlaczego?

2 . Dwie jednakowe kulki wykonane z przewodnika naelektryzowane takimi samymi ładunkami umieszczone w porcelanowym korytku odpychają się silą 4mN. Co się stanie, jeŝeli jedna kulkę zobojętnimy? Jaką siłą będą oddziaływać, gdy osiągną stan równowagi? 3. Pręt ebonitowy pocieramy o sukno, w wyniku czego ciała te elektryzują się róŝnoimiennie. Zjawisko to wyjaśniamy: a. zamianą pracy na ładunki elektryczne b. przemieszczaniem się między tymi ciałami elektronów c. przemieszczaniem się miedzy tymi ciałami protonów d. wytwarzaniem nowych ładunków elektrycznych 4. Po zetknięciu ze sobą dwóch identycznych kul metalowych posiadających ładunki Q i q, a następnie rozsunięciu ich, kaŝda ma ładunek a. Q q b. Q+ q c. ( Q q) d. ( Q+q) 5. Dwie naelektryzowane, niewielkie kulki są umocowane na izolowanych statywach. JeŜeli ładunek kaŝdej kulki zwiększymy trzykrotnie, to siła wzajemnego oddziaływania a. nie zmieni się b. wzrośnie 3 razy c. wzrośnie 6 razy d. wzrośnie 9 razy

3 6. JeŜeli odległość między dwoma punktowymi ładunkami zwiększymy 4 razy, to siła oddziaływania elektrycznego pomiędzy nimi a. wzrośnie 6 razy b. wzrośnie 4 razy c. zmaleje 4 razy d. zmaleje 6 razy 7. JeŜeli obok naładowanej dodatnio metalowej kuli umieścimy taką samą nienaładowaną, to: a. będą się one przyciągały elektrycznie b. będą się one odpychały elektrycznie c. nie będą one działały na siebie siłami elektrycznymi d. zobojętnią się elektrycznie 8. Gdy do kulki naładowanego elektroskopu zbliŝono ciało naelektryzowane dodatnio, to jego wskazówka zwiększyła swoje wychylenie. Suma ładunków elektrycznych zgromadzonych na kulce tego elektroskopu a. jest teraz mniejsza b. jest teraz równa zeru c. jest teraz większa d. nie zmieniła się 9. W pewnym polu umieszczono trzy jednakowe ładunki (rys.) Na który z tych ładunków działa największa siła? a. b. c. 3 d. Na wszystkie działa taka sama siła, poniewaŝ mają tę samą wartość ładunku.

4 0. Rysunek przedstawia dwie jednakowe naelektryzowane kulki. Kulki są naładowane: a. jednoimiennie, a wartości ładunków mogą być jednakowe lub róŝne, b. jednoimiennie, a wartości ładunków są jednakowe, c. róŝnoimiennie, a wartości ładunków mogą być jednakowe lub róŝne, d. róŝnoimiennie, a wartości ładunków są jednakowe.. Ile razy zmieni się siła oddziaływania pomiędzy dwoma ładunkami, jeśli wartość jednego z nich została zwiększona dziesięciokrotnie, wartość drugiego zmniejszymy pięciokrotnie a odległość między ładunkami zwiększymy dwukrotnie. Odp. Siła zmaleje dwukrotnie.. Ile razy naleŝy zmienić odległość między dwoma ładunkami, aby siła oddziaływania między nimi nie zmieniła się, jeśli wartość jednego z nich zwiększymy 7-krotnie a drugiego zmniejszymy o połowę. Odp. Odległość naleŝy zwiększyć 6-krotnie. 3. Jaki ładunek umieszczono w polu o natęŝeniu 3*0 8 N, jeśli na ten ładunek C działała siła 0,3 MN. Odp. mc 4. W jakiej odległości od siebie umieszczono dwa ładunki punktowe o wartości mc kaŝdy, jeśli działała pomiędzy nimi siła kn? Odp. 3m 5. Dipol elektryczny o ładunkach C i C i odległości między nimi 0 cm znajduje się w nafcie. Oblicz natęŝenie pola na osi dipola w odległości

5 l 4 od jednego z jego ładunków. Przenikalność elektryczna względna nafty wynosi. 5 N Odp. 5,76 0 C

6 Praca i energia pola 6. Jaką pracę naleŝałoby wykonać przy odsuwaniu na odległość metra dwóch ładunków mc i 3µ C umieszczonych w próŝni w odległości 0 cm. Odp. 486J 7. Oblicz, jaka praca jest potrzebna do rozdzielenia układu dwóch ładunków, tak, aby po rozdzieleniu pozostały w spoczynku. KaŜdy ładunek ma wartość,4µc. Początkowo ładunki były w odległości 8mm. Odp. -J 8. Oblicz wartość energii potrzebną do utworzenia układu ładunków przedstawionego na rysunku. ZałóŜ, Ŝe początkowo ładunki były nieskończenie odległe od siebie. Wartości ładunków wynoszą: q = q =+ 4µ C, q3 = 4µ C Odp. -0,7 J 9. Oblicz prędkość, z jaką nieruchoma początkowo cząstka o masie m uderzy w dodatnio naładowaną płytę. qed Odp. v= m 30. Oblicz odległość d pomiędzy płytami, dla której cząstka poruszająca się początkowo z prędkością v 0 uderzyła w ujemnie naładowaną płytę z cztery razy mniejszą niŝ początkowa prędkością. 5 mv0 Odp. d = 3 qe

7 Potencjał pola 3. Oblicz pracę wykonaną przy przemieszczaniu ładunku q ruchem jednostajnym z punktu A do B, przyjmując, Ŝe wartości ładunków wynoszą: q= 0 C, q = 4 0 C, q = 8 0 C a odległości: l= 0 cm, d = 30cm. a. b. c.

8 3. Proton i cząstka alfa zostały przyspieszone tą samą róŝnicą potencjałów. Prędkość protonu v p oraz prędkość cząstki α, vα spełniają zaleŝność: a. vα = v p b. v p = vα c. v α = v p d. v p = v α 33. W akceleratorze przyspieszono wiązkę elektronów napięciem 000V. Elektrony w wiązce uzyskają prędkość 5 razy większą, jeśli napięcie przyspieszające zwiększymy do: a. 5000V b. 0000V c. 5000V d. 5000V 34. Dwa protony oddalają się od siebie na skutek działania sił kulombowskich. Ich ruch względem siebie jest ruchem: a. jednostajnym, b. jednostajnie przyspieszonym, c. niejednostajnie przyspieszonym. d. jednostajnie opóźnionym, e. niejednostajnie opóźnionym. 35. Pęd, jaki uzyska cząstka o masie m i ładunku q w polu elektrostatycznym, po przebyciu róŝnicy potencjałów V wyniesie: a. mq V q V b. m c. q V d. qe 36. Elektron wpadający w jednorodne pole elektryczne z prędkością v równoległą do wektora natęŝenia pola elektrycznego będzie poruszał się po: a. paraboli, b. hiperboli, c. linii prostej, d. okręgu. 37. W jednorodne pole elektrostatyczne wpada cząstka o ładunku q i masie m prostopadle do wektora natęŝenia E. Prawdą jest, Ŝe: a. torem ruchu jest linia prosta, b. ruch ładunku jest jednostajny, c. na ładunek działa siłą o rosnącej wartości, d. przyspieszenie, z jakim porusza się cząstka, ma stałą wartość.

9 38. Na wykresie przedstawiono zaleŝność prędkości protonu, poruszającego się w polu elektrycznym, od czasu trwania jego ruchu. Z analizy wykresu moŝna wywnioskować, Ŝe: a. ruch protonu jest jednostajny, b. wektor prędkości protonu tworzy kąt alfa z wektorem natęŝenia pola, c. na proton działa siła o rosnącej wartości, d. pole elektryczne, w którym porusza się proton jest jednorodne. 39. Ładunek elektryczny umieszczony w pobliŝu powierzchni nie naładowanego przewodnika jest: a. odpychany od tej powierzchni, b. przyciągany do tej powierzchni, c. przyciągany, gdy przewodnik jest uziemiony, a odpychany w przeciwnym przypadku, d. przyciągany lub odpychany zaleŝnie od kształtu przewodnika. 40. W pewnym obszarze natęŝenie pola elektrostatycznego Ziemi wynosi V 30 i m zwrócone jest w stronę jej powierzchni. NatęŜenie pola grawitacyjnego jest N tam równe 9,8. Kuleczka o masie g i ładunku dodatnim 0 6 C puszczona kg swobodnie będzie poruszać się z przyspieszeniem: m a. 9,93 s m b. 9,80 s m c. 9,67 s m d. 0,3 s 4. JeŜeli w polu elektrycznym o róŝnicy potencjałów 00V przyspieszyć proton, deuteron i cząstkę alfa, to ich pędy odpowiednio p, p, p spełniają zaleŝność: p = p = a. p D phe b. p p < pd < phe c. p p > pd > phe d. p p < phe < pd 4. Aby pole elektrostatyczne nadało cząstce o masie m i ładunku Q przyspieszenie równe przyspieszeniu ziemskiemu, natęŝenie pola powinno mieć wartość: mq a. E = g b. E = mgq p D He

10 mg c. E = Q g d. E = mq 43. Energia kinetyczna, jaką uzyskał elektron, który pod wpływem sił pola elektrycznego przesunął się między dwoma punktami o róŝnicy potencjałów 50V, wynosi: a. 50 ev 6 b. 4 0 ev 6 c.,4 0 ev 6 d. 0,4 0 ev 44. Przesuwając ładunek punktowy q z punktu A do B w polu o ładunku Q wykonano pracę: kqq a. r kqq b. r kqq c. r d Praca sił zewnętrznych potrzebna do przemieszczenia ruchem jednostajnym próbnego ładunku w polu elektrostatycznym ładunku ujemnego: a. jest niezaleŝna od długości toru i od wielkości ładunku przemieszczanego, b. zaleŝy od długości toru i od wielkości ładunku przemieszczanego, c. nie zaleŝy od kierunku przemieszczania ładunku próbnego, d. jest zawsze ujemna, e. jest równa zmianie energii potencjalnej ładunku próbnego. 46. Przy przesunięciu ładunku q= 0 4 C na drodze 30 cm w polu elektrostatycznym została wykonana praca W = 0, 6J. RóŜnica potencjałów pomiędzy tymi punktami wynosi: a. 600V b. 8kV c. 6kV d. 0kV e. 0,6kV 47. Odległość, w jakiej muszą się znaleźć dwa identyczne ładunki 0 6 C w próŝni, aby ich energia potencjalna elektrostatyczna była równa 3 J, wynosi: a m b m c. 3 0 m d. 3 0 m 48. po zwiększeniu wzajemnej odległości dwóch naładowanych cząstek ich potencjalna energia elektryczna:

11 a. zmaleje, bez względu na znaki ładunków cząstek, b. wzrośnie, bez względu na znaki ładunków cząstek, c. wzrośnie, gdy ładunki cząstek są jednoimienne, a zmaleje gdy sa róŝnoimienne, d. wzrośnie, gdy ładunki cząstek są róŝnoimienne, a zmaleje gdy są jednoimienne. 49. Nieprawda jest, Ŝe: a. dipol elektryczny to układ dwóch ładunków punktowych róŝnoimiennych odległych od siebie o l, b. moment dipolowy ma zwrot od ładunku ujemnego do dodatniego i leŝy na osi dipola, c. w połowie odległości między ładunkami na osi dipola potencjał jest równy zero, d. pole elektrostatyczna na osi dipola jest polem jednorodnym. 50. Dwie równoległe metalowe płytki ustawiono w odległości 0 cm od siebie i naładowano do potencjałów: +000V i +00V. NatęŜenie pola elektrostatycznego w punkcie leŝącym dokładnie pośrodku przestrzeni pomiędzy płytami wynosi: a m V i zwrócone jest od wyŝszego potencjału do niŝszego potencjału, b. 00 m V i zwrócone jest od wyŝszego potencjału do niŝszego potencjału, c m V i zwrócone jest od niŝszego potencjału do wyŝszego potencjału, d. 00 m V i zwrócone jest od niŝszego potencjału do wyŝszego potencjału. 5. Kulę o promieniu 6 cm wykonaną z przewodnika naelektryzowano do potencjału 3000V, a kulę o promieniu 4cm do potencjału 5000V. Jaka wartość ma potencjał kulek po połączeniu ich długim przewodzącym drutem? Odp. 3,8 kv 5. Kulkę o promieniu 4 dm wykonaną z przewodnika naelektryzowano do potencjału 3kV. Oblicz promień drugiej, nienaelektryzowanej kuli, wykonanej z przewodnika, jeśli po połączeniu ich długim drutem wykonanym z przewodnika potencjał pierwszej kuli zmniejszył się o,8 kv. Odp. 5,6 m. 53. Dwie jednakowe, elektrycznie obojętne, przewodzące kulki o masie m kaŝda zawieszono na nitkach o długości l w taki sposób, Ŝe dotykały się wzajemnie. Po przekazaniu im ładunku Q, kulki rozsunęły się na odległość l. Określ wartość ładunku Q 4l Odp. = πεε mg Q 4 0 3

12 54. Na płycie wykonanej z izolatora połoŝono naładowaną ładunkiem +q kulkę o masie m. Na jakiej wysokości nad nią naleŝałoby umieścić drugą kulkę o ładunku Q, aby pierwsza oderwała się od podłoŝa? Qq Odp. h 4πεε 0 mg 55. Do jakiego potencjału naleŝy naładować dwie przewodzące kule o promieniu r i masie m kaŝda, aby siła odpychania elektrostatycznego pomiędzy kulami była równa sile ich przyciągania grawitacyjnego? m G Odp. V = R πεε 0

13 Pojemność elektryczna 56. Ile razy zmieni się pojemność elektryczna kuli przewodzącej o promieniu R, jeŝeli początkowo jest ona umieszczona w ośrodku o przenikalności dielektrycznej ε = (nafta), a następnie w ośrodku, którego przenikalność elektryczna wynosi ε =56, (gliceryna)? Odp. 8, 57. Maksymalna pojemność kondensatora o zmiennej pojemności wynosi C = 3,5 0 4 µf. Z ilu półokrągłych płytek o promieniu R=5 cm składa się kondensator, jeŝeli odległość między nimi wynosi d = mm dc Odp. n= + = εε πr Kondensator o pojemności C = 0µ F naładowano do napięcia U= 00V. Do kondensatora tego dołączono równolegle nienaładowany kondensator o pojemności C = 300µ F. Jakie napięcie ustali się po połączeniu kondensatorów? CU Odp. U = =,5V C + C 59. Naładowany do napięcia U= 50V kondensator o pojemności C =,5µ F połączono równolegle z kondensatorem, naładowanym do napięcia U = 00V. Znaleźć pojemność drugiego kondensatora, jeŝeli napięcie baterii po połączeniu kondensatorów wynosi U = 0V. Odp. 6 µ F 60. Kondensatory o pojemności 50 µ F i 500 µ F połączono równolegle i podłączono do źródła o stałym napięciu V. Znaleźć ładunek kaŝdego kondensatora, oraz całkowity ładunek i całkowita pojemność baterii Odp. 3 0 C, 6 0 C, 9 0 C, 750µ F 6. Baterię kondensatorów o pojemności C = 00µ F składającą się z trzech równolegle połączonych kondensatorów, włączono do sieci o napięciu 50 V. Na okładkach jednego z kondensatorów zgromadzony został ładunek q= 0, 0C. Znaleźć pojemność i ładunek kaŝdego z dwóch pozostałych kondensatorów, zakładając, Ŝe ich pojemności są jednakowe. q Odp. C C 3 = 3 = C = 30µ F, q = q3 = 7,5 0 C U 6. Gęstość powierzchniowa ładunku na okładkach kondensatora płaskiego, C znajdującego się w próŝni, jest równa σ = 3 0. Powierzchnia okładki cm wynosi S = 00cm. Pojemność kondensatora wynosi C= 0 pf. Wyznacz prędkość, którą uzyskuje elektron przebywając w kondensatorze drogę od jednej okładki do drugiej. Stosunek ładunku elektronu do jego masy wynosi e C =,76 0. m kg Odp. v= e σs =,03 0 m C 7 m s

14 63. Dwa kondensatory o pojemności 0 µ F i 30 µ F połączono szeregowo, a całej baterii dostarczono ładunek C. Znaleźć pojemność i napięcie baterii, a takŝe napięcie na okładkach kaŝdego kondensatora. Odp. 7,5µ F, 400V, 300V, 00V 64. Ile kondensatorów o pojemności µ F kaŝdy, przeznaczonych do pracy pod napięciem 500V, naleŝy wziąć i jak je połączyć między sobą, aby otrzymać baterię o pojemności 0,5µ F na napięcie pracy kv? Odp Między okładkami kondensatora płaskiego, o powierzchni 90cm kaŝda, znajduje się szklana płytka o grubości mm i płytka mikowa o grubości mm. Znajdź pojemność takiego kondensatora. ( ε 0, ε = 6 ) sz = m Odp. 74µ F 84,5 0 F 66. Oblicz pojemność zastępczą układu kondensatorów: C = µ F, C = 0µ F, C = 000nF, C 0, 003mF = Odp. 5,733µ F 67. Oblicz pojemność zastępczą układu kondensatorów: C = 0µ F, C = 0,µ F, C3 = 000nF, C4 = 0,0mF, C5 = 0, 004mF Odp.,3µ F

15 68. Oblicz pojemność zastępczą układu kondensatorów: C = C = C3 = C4 = 0µ F, C5 = C6 = C7 = 0µ F 69. Kondensator zbudowany jest z n= płytek mosięŝnych, przełoŝonych szklanymi przekładkami o grubości d= mm. Powierzchnia płytek i przekładek jest taka sama i wynosi S = 00cm. Przenikalność dielektryczna szkła wynosi 7. Oblicz pojemność kondensatora, jeŝeli końcówki kondensatora przyłączone są do skrajnych płytek. Odp. C= 30, 9 pf 70. Do płaskiego kondensatora powietrznego o powierzchni okładek S i odległości d między nimi wstawiono równolegle do okładek płytkę metalową, której rozmiary są równe rozmiarom okładek. Wyznacz pojemność kondensatora po umieszczeniu płytki, jeŝeli jej grubość jest o wiele mniejsza od d i jest ona umieszczona w odległości l od jednej z okładek kondensatora. Odp. C= C0 7. Płaski kondensator powietrzny podłączono do źródła prądu o napięciu 300V. Po odłączeniu tego źródła kondensator zanurzono w oleju o stałej dielektrycznej 3. Napięcie na kondensatorze jest równe: a. 300V b. 00V c. 900V d. 0V 7. Kondensator powietrzny połączono z akumulatorem o napięciu U. Oddalając płytki tego kondensatora stwierdzamy, Ŝe jego energia: a. nie zmienia się, poniewaŝ praca wykonywana przy oddalaniu płytek nie wpływa na jego stan, b. nie zmienia się, poniewaŝ praca wykonywana przy oddalaniu płytek kompensuje zmianę energii, c. maleje, a praca wykonana przy oddalaniu płytek zuŝywana jest na ładowanie akumulatora, d. wzrasta, a praca wykonywana przy oddalaniu płytek zuŝywana jest na rozładowanie kondensatora. 73. Kondensator próŝniowy naładowano i odłączono od źródła napięcia. Następnie między jego okładki wsunięto dielektryk o stałej dielektrycznej ε r. W rezultacie: a. napięcie między okładkami wzrośnie ε r razy, b. ładunek na okładkach wzrośnie ε r razy, c. energia kondensatora zmaleje ε r razy,

16 d. pojemność kondensatora wzrośnie 4 πεr razy 74. Kondensator płaski o pojemności C naładowano ładunkiem Q i odłączono od źródła prądu. Aby zwiększyć trzykrotnie odległość między okładkami tego kondensatora naleŝałoby wykonać pracę: Q a. W = 3 C Q b. W = C Q c. W = C 3Q d. W = C 75. Płyty naładowanego i odłączonego od źródła napięcia kondensatora dzieli odległość d. Po wsunięciu do wnętrza kondensatora płytki metalowej o grubości 0,5d napięcie między płytkami: a. zmalało dwukrotnie, b. nie uległo zmianie, c. wzrosło dwukrotnie, d. wzrosło czterokrotnie.

17 Energia kondensatora 76. Płaski kondensator powietrzny składa się z dwóch płytek o powierzchni 00cm kaŝda, znajdujących się w odległości 0,3 cm jedna od drugiej. Jaką pracę naleŝy wykonać, aby zwiększyć odległość między okładkami do 0,5 cm? Przyjmij, Ŝe: a. kondensator naładowano do 600 V i odłączono od baterii, b. kondensator cały czas pozostaje podłączony do źródła o napięciu 600V. 6 6 Odp. a) 7, 0 J, b) 4,3 0 J 77. Do połączonych szeregowo kondensatorów o pojemnościach µ F i 8µF przyłoŝono napięcie 300V. a. Oblicz energię tego układu. b. Naładowane kondensatory rozłączono i połączono równolegle jednoimiennymi okładkami, nie przykładając źródła napięcia. Oblicz energię tego układu. c. Naładowany układ z podpunktu a. rozłączono i połączono kondensatory równolegle róŝnoimiennymi okładkami. Oblicz energię tego układu. Odp. a) 7, 0 J, b) 4,6 0 J, c) 0 J 78. Określ, co stanie się z Q, E, U, C, E p kondensatora próŝniowego podłączonego do źródła napięcia w trakcie oddalania od siebie jego okładek. Jak zmienią się przedstawione zaleŝności w sytuacji, gdy kondensator zostanie naładowany i odłączony od źródła napięcia?

18 Pytania testowe 79. Dwa ładunki elektryczne działają na siebie w próŝni siłą F. Po zanurzeniu tych ładunków w cieczy o stałej dielektrycznej ε r = 8, siła ich wzajemnego oddziaływania nie zmienia się, jeŝeli odległość między ładunkami: a. zmniejszymy 8 razy, b. zmniejszymy 9 razy, c. zmniejszymy 3 razy, d. zwiększymy 3 razy, e. zwiększymy 9 razy. 80. Dwie identyczne kulki mogące poruszać się po poziomej powierzchni bez tarcia naładowano ładunkami +3C i -5C i umieszczono w odległości kilku centymetrów tak, aby się nie stykały. W wyniku wzajemnego oddziaływania: a. ładunek kul nie moŝe ulec zmianie, b. kulki przyciągną się i po zetknięciu zatrzymają się, c. kulki będą się cyklicznie zderzać poniewaŝ mają ładunki róŝnoimienne, d. kulki zderza się i następnie będą się odpychać, e. kulki pozostaną w swoich początkowych połoŝeniach. 8. Ładunek punktowy dodatni umieszczony w próŝni wytwarza w pewnej odległości potencjał V. Umieszczając go w ośrodku o stałej dielektrycznej w tej samej odległości uzyskamy potencjał a. V b. V c. 0,5V d. 0V 9 8. Na elektron umieszczony w polu ładunku punktowego dział siła 8 0 N. Aby 9 siła wynosiła 0 N, odległość między ładunkami powinna: a. nie zmienić się b. zmaleć 8 razy c. wzrosnąć razy d. zmaleć razy 83. Wielkością charakteryzującą pole elektrostatyczne jest: a. siła działająca na ładunek punktowy, b. natęŝenie pola c. potencjał pola d. energia potencjalna ładunku próbnego e. prawdziwe są odpowiedzi B i C 84. Dwa dipole elektryczne o ładunkach +q i q i odległości l kaŝdy leŝą na dwóch przecinających się prostych prostopadłych tak, Ŝe w odległości l od punktu przecięcia leŝy ładunek dodatni jednego dipola i ładunek ujemny drugiego dipola. Potencjał pola w punkcie przecięcia prostych wynosi: kq a. l kq b. l kq c. l d. 0

19 85. W dwóch wierzchołkach trójkąta równobocznego o boku a umieszczono ładunki punktowe q. Przemieszczenie ładunku q z trzeciego wierzchołka wzdłuŝ wysokości trójkąta na jego podstawę wymaga wykonania pracy: kq a. a b. 0 kq c. a kq d. a 86. JeŜeli przewodzącą bryłę naładujemy ładunkiem elektrycznym, to wszystkie punkty tego ciała będą miały: a. jednakową gęstość powierzchniową ładunku b. jednakowy potencjał elektryczny c. jednakowy ładunek d. prawdziwa jest odpowiedź A i B e. prawdziwe są odpowiedzi A, B i C 87. Dwie kulki, jedną o promieniu r naładowaną ładunkiem dodatnim q i drugą o promieniu R obojętną elektrycznie zetknięto ze sobą, a następnie rozsunięto. Jeśli r<r, to prawdą jest, Ŝe: a. kulki uzyskały ten sam ładunek i potencjał, b. ładunki dodatnie przepłynęły z mniejszej kulki na większą, c. elektrony przepłynęły z większej kulki na mniejszą, d. większa kulka pozostała nienaładowana. 88. Dwie kulki o promieniach r i r = r połączono cienkim drutem i naładowano. Na powierzchni obu kulek będą: a. jednakowe potencjały i natęŝenia pole elektrostatycznego, b. jednakowe natęŝenia pola, a potencjał będzie większy na powierzchni większej kulki, c. jednakowe potencjały, a natęŝenie pola będzie mniejsze na powierzchni większej kulki, d. róŝne potencjały i natęŝenia pole elektrostatycznego. 89. Dwie metalowe, naelektryzowane jednoimiennie kulki o promieniach r, r = r połączono cienkim, długim drutem. Gęstości powierzchniowe ładunku spełniają zaleŝność: a. σ = σ b. σ > σ c. σ < σ d. Za mało danych, aby udzielić odpowiedzi. 90. Dwie kulki, jedną o promieniu r naładowaną ładunkiem dodatnim q i drugą o promieniu R obojętną elektrycznie zetknięto ze sobą, a następnie rozsunięto. Jeśli r=r, to prawdą jest, Ŝe: a. kulki uzyskały ten sam ładunek i potencjał, b. kulki uzyskały ten sam ładunek i róŝny potencjał, c. kulki uzyskały ten sam potencjał i róŝny ładunek, d. za mało danych by udzielić odpowiedzi.

20 Zadania ze sprawdzianów 9. JeŜeli odległość między dwoma punktowymi ładunkami zmniejszymy 4 razy, a wartości ładunków zwiększymy odpowiednio razy, to siła oddziaływania elektrycznego pomiędzy nimi a. wzrośnie 6 razy b. wzrośnie 4 razy c. zmaleje 4 razy d. zmaleje 6 razy 9. Jeśli kondensator płaski zanurzymy do połowy w oleju to jego pojemność: a. wzrośnie, b. nie zmieni się, c. zmaleje, d. zmaleje jeśli stała dielektryczna oleju będzie mniejsza od. 93. Kondensator płaski podłączony jest do źródła napięcia. Podczas rozsuwania okładek kondensatora nie zmienia się: a. ładunek na kondensatorze, b. napięcie pomiędzy okładkami, c. energia kondensatora, d. natęŝenie pola elektrycznego pomiędzy okładkami kondensatora 94. Trzy kondensatory płaskie o pojemnościach 4 µ F, 5µ F, 0µ F połączono szeregowo w baterię i naładowano do napięcia 00V. Ładunek, jaki został zgromadzony w tej baterii, wynosi: a. 0 5 C b. 0 4 C c. 0 C d. 0 6 C 95. Kondensator o pojemności C naładowano do napięcia U i połączono równolegle z drugim nienaładowanym kondensatorem o pojemności nc ( n N). Napięcie na okładkach pierwszego kondensatora po połączeniu wynosi: U a. n+ b. U c. ( n+ )U U d. n e. nu 96. Kulę przewodzącą o promieniu r, naładowana do potencjału V, zetknięto z nienaelektryzowaną kulą o trzykrotnie większym promieniu. Potencjał kul po zetknięciu jest równy: V a. 4 V b. V c. 3 d. V 97. Dipol, którego moment elektryczny ma wartość p, a oś ma długość l znajduje się w próŝni. NatęŜenie pole elektrostatycznego w środkowym punkcie osi dipola ma wartość:

21 a. 0 b. p πε0l c. p l 3 πε0 p d. 3 πε0l 98. Ładunki punktowe q = q, q = q, q3 = q umieszczono na przekątnej kwadratu o boku a (rys.) Potencjał w punkcie K dany jest wzorem: kq a. a kq b. a kq c. a kq d. a kq e. a 99. Na dwóch jednakowych kulkach o masach m = m zgromadzono, identyczne co do wartości, róŝnoimienne ładunki. Kulka pierwsza jest naelektryzowana ujemnie, a druga dodatnio. Masy kulek: a. nie uległy zmianie, b. m < m c. m > m d. m = m 00. W dwóch przeciwległych wierzchołkach kwadratu o boku a umieszczono dwa jednakowe ładunki Q. KaŜdy z ładunków Q wytwarza potencjał V w punkcie B. Po wprowadzeniu do punktu A ładunku Q, potencjał w punkcie B wynosi: a. V b. V c. V d. 3V 0. W wierzchołkach trójkąta prostokątnego o przyprostokątnych długości metra umieszczone są ładunki o wartościach Q = 0 C, Q = 0 C, Q = 5 0 C. Ładunek Q 3 znajduje się w wierzchołku kąta prostego. Oblicz natęŝenie pola elektrycznego w środkach boków tego trójkąta. 0. Płaski kondensator powietrzny o powierzchni płyt jest z baterią o napięciu S = 0,6m połączony U = 600V. Płyty kondensatora znajdują się w

22 3 odległości d = 0 m. Jaki ładunek dopłynie przez przewodnik do kondensatora, jeŝeli napełnimy go oliwą o stałej dielektrycznej ε =3,? 03. Elektron poruszający się z prędkością v0 wpada pomiędzy okładki kondensatora płaskiego o pojemności C, na którym zgromadzono ładunek elektryczny o wartości Q. Okładki kondensatora są kwadratami o boku l odległymi o d. Początkowo prędkość elektronu ma kierunek równoległy do powierzchni okładek kondensatora. Zakładając, Ŝe elektron nie zderzy się z okładką kondensatora oblicz jego prędkość v w momencie opuszczania przestrzeni pomiędzy okładkami. Ładunek elektronu wynosi e, masa m. 04. Wyprowadź i objaśnij wzór na pojemność kondensatorów połączonych: a) szeregowo, b) równolegle. 05. (dodatkowe) Wykorzystując prawo Gaussa wyprowadź równanie określające natęŝenie pola elektrycznego pochodzącego od nieskończenie duŝej, płaskiej, metalowej płyty.