BHИMAHИE! Тeмы "ЦOP 7-9 клacc к уроку" ecть в фopмaтe PDF и SWF!
Возможный вариант просмотра SWF-файлов: скачать адобовский флэш-плейер flashplayer_32 скачать здесь. Положить его на рабочий стол компа (или закачать на флэшку и подключить ее к компу). Кликнуть по ссылке нужный ЦОР со страницы сайта, открыть скаченный файл. Приятного просмотра!
«Физика - 10 класс»
При решении задач на применение закона Кулона используются те же приёмы, что и при решении задач в курсе механики. Надо лишь иметь в виду, что направление кулоновской силы зависит от знаков зарядов взаимодействующих тел. Кроме того, в ряде задач используется закон сохранения заряда и тот факт, что заряд любого тела кратен заряду электрона.
Задача 1.
Сколько электронов содержится в капле воды массой m = 0,03 г? Масса молекулы воды m0 = 3 • 10-23 г.
Р е ш е н и е.
Молекула воды (Н2O) содержит 10 электронов. В капле воды содержится
молекул, и, следовательно, число электронов
электронов.
Задача 2.
Два одинаковых шарика подвешены на нитях длиной I = 2,0 м к одной точке. Когда шарикам сообщили одинаковые заряды по q = 2,0 • 10-8 Кл, они разошлись на расстояние r = 16 см. Определите натяжение каждой нити и массу каждого шарика.
Р е ш е н и е.
На каждый шарик действуют три силы: сила тяжести m сила натяжения нити и кулоновская сила (рис. 14.5).
Каждый шарик неподвижен, следовательно, суммы проекций сил на оси ОХ и OY равны нулю. Для суммы проекций сил, действующих на правый шарик, на ось ОХ это условие имеет вид F - Т sinα = 0. Так как то
В проекциях на ось OY условие равновесия для каждого из шариков имеет вид Tcosα - mg = 0, откуда с учётом того, что cos2α = 1 — sin2α, получим
Задача 3.
Два разноимённых заряда q1 = 2 • 10-4 Кл и q2 = -8 • 10-4 Кл расположены на расстоянии 1 м друг от друга. Какой заряд qx и где надо поместить, чтобы система зарядов находилась в равновесии?
Р е ш е н и е.
Заряды q1 и q2 разноимённые, следовательно, они притягиваются и на них действуют силы 1 и
2 соответственно (рис. 14.6). Для равновесия каждого из зарядов необходимо, чтобы на заряды q1 и q2 со стороны заряда qx действовали силы
'1 и
'2, равные по модулю силам
1 и
2 и противоположные по направлению. Поскольку q1 < |q2|, заряд qx должен быть помещён слева от заряда qx, чтобы силы, действующие на заряды q1 и q2 со стороны заряда qx, были равны. Заряд qx должен быть отрицательным, т. е. притягивать заряд q1 и отталкивать заряд q2:
1 = -
'1,
2 = -
'2.
В проекциях на ось X эти уравнения имеют вид F1 = F'1, F2 = F'2, или
Решим полученную систему уравнений относительно двух неизвестных qx и lx. Из первого уравнения выразим |qx|: — и подставим во второе.
Получим уравнение или
Подставим значения зарядов:
или
Решением этого уравнения, удовлетворяющим физическому смыслу, является lx - 1 м.
Подставив это значение в формулу для |qx|, получим |qx| = |q2| = 8 • 10-4 Кл, или qx = -8 • 10-4 Кл.
Задача 4.
Два заряженных шарика, находящиеся друг от друга на расстоянии r = 90 см и помещённые в керосин, притягиваются друг к другу с силой F = 80 Н. Определите заряды шариков, если сумма их зарядов q = 4 • 10-5 Кл. Относительная диэлектрическая проницаемость керосина ε = 2.
Р е ш е н и е.
Так как шарики притягиваются, то их заряды противоположны по знаку. Предположим, что заряд первого шарика положителен и равен q1, а второго отрицателен и равен q2. Согласно условию задачи
q1 + q2 = q, или q1 - |q2| = q. (1)
По закону Кулона сила притяжения зарядов равна:
Уравнения (1) и (2) — система двух уравнений относительно двух неизвестных q1 и |q2|.
Выразив из уравнения и подставив в уравнение (1), получим
Относительно модуля заряда |q2| получим уравнение
Отсюда Модуль числа всегда положителен, поэтому оставляем один корень |q2| ≈ 10-4 Кл.
Таким образом, q2 = -10-4 Кл, a q1 = 1,4 • 10-4 Кл.
Задача 5.
Два одинаковых небольших одноимённо заряженных шарика радиусом 1 см, массой 10 г и зарядом 4 • 10-6 Кл подвешены в одной точке на двух нитях длиной 1 м в жидком диэлектрике. Плотность диэлектрика ρ = 800 кг/м3. Определите относительную диэлектрическую проницаемость диэлектрика ε, если угол между нитями 2α = 60°.
Р е ш е н и е.
На каждый шарик действуют сила тяжести, сила натяжения нити, выталкивающая сила и сила Кулона (рис. 14.7).
Условия равновесия шариков m +
+
выт +
= 0, m
+
1 +
1 +
выт = 0, Т = T1, F = F1.
В проекциях на оси координат для правого шарика запишем:
на ось OX: -Tsinα + F = 0;
на ось ОY: -mg + Tcosα + Fвыт = 0.
Выразив силу Т из этих уравнений и приравняв правые части полученных выражений, найдём
При этом сила Кулона где r12 = 2l sinα, а выталкивающая сила
Подставим эти выражения в уравнение (1) и найдём диэлектрическую проницаемость:
Источник: «Физика - 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский
Электростатика - Физика, учебник для 10 класса - Класс!ная физика
Что такое электродинамика --- Электрический заряд и элементарные частицы. Закон сохранения заряд --- Закон Кулона. Единица электрического заряда --- Примеры решения задач по теме «Закон Кулона» --- Близкодействие и действие на расстоянии --- Электрическое поле --- Напряжённость электрического поля. Силовые линии --- Поле точечного заряда и заряженного шара. Принцип суперпозиции полей --- Примеры решения задач по теме «Напряжённость электрического поля. Принцип суперпозиции полей» --- Проводники в электростатическом поле --- Диэлектрики в электростатическом поле --- Потенциальная энергия заряженного тела в однородном электростатическом поле --- Потенциал электростатического поля и разность потенциалов --- Связь между напряжённостью электростатического поля и разностью потенциалов. Эквипотенциальные поверхности --- Примеры решения задач по теме «Потенциальная энергия электростатического поля. Разность потенциалов» --- Электроёмкость. Единицы электроёмкости. Конденсатор --- Энергия заряженного конденсатора. Применение конденсаторов --- Примеры решения задач по теме «Электроёмкость. Энергия заряженного конденсатора»