- Сила Кулона.
;
– диэлектрическая
проницаемость.
;
- Потенциальная (электростатическая) энергия взаимодействия зарядов.
- может быть и
положительной и отрицательной.
Если есть система электрических точечных зарядов qi…….qg, то
.
Методические указания по решению задач.
Решая задачи целесообразно использовать следующие методические указания.
- Вникнув в условие задачи, сделать краткую запись условия, выразить все данные в СИ и, где это только возможно, сделать схематичный чертеж или рисунок, поясняющий содержание задачи.
- Выяснив, какие физические законы лежат в основе данной задачи, решить ее в общем виде, т.е. выразить искомую физическую величину через заданные в задаче величины (в буквенных обозначениях, без подстановки числовых значений в промежуточные формулы).
- Проверив правильность общего решения, подставить числа в окончательную формулу и указать единицу искомой величины, проверив правильность ее размерности. Проверить достоверность ответа.
1. Два разноименных заряда q1= 2*10-9Кл и q2= -3*10-9Кл находятся на расcтоянии r1=1м. Какую работу необходимо совершить, чтобы раздвинуть эти заряды на r2= 2м.
Дано |
Решение |
q1= 2*10-9Кл q2= -3*10-9Кл r1=1м. r
|
А![]() ![]() ![]() W А |
А![]() |
|
Ответ: А![]() ![]() ![]() |
2.Четыре точечных положительных заряда
находятся в вершинах квадрата со стороной а.
Найдите потенциальную энергию Wвсей системы.
Дано |
Рисунок |
Решение |
|
q a =r |
![]() |
x = r![]() ![]() ![]() W W W W |
|
W![]() |
|||
Ответ: W![]() ![]() ![]() |
3. Два отрицательных и два положительных заряда находятся в вершинах квадрата со стороной а, как показано на рисунке. Найдите потенциальную энергию всей системы.
Дано |
Рисунок Решение | |
-q +q a |
![]() |
x=r![]() ![]() ![]() W W W W |
W![]() |
||
Ответ: W![]() ![]() ![]() |
4. Какую работу необходимо совершить, чтобы три положительных заряда q, находящиеся в вакууме на одной прямой, на расстоянии а друг от друга, расположить в вершинах равностороннего треугольника.
Дано |
Рисунок |
Решение |
q a
|
![]() |
А![]() ![]() ![]()
А |
А![]() |
||
Ответ: А![]() ![]() |
5. Определить работу, которую нужно совершить, чтобы три положительных заряда q, находящиеся в вакууме на одной прямой, на расстоянии а друг от друга, расположить в вершинах равностороннего треугольника со стороной а/2.
Дано |
Рисунок |
Решение |
q a
|
![]() |
А![]() ![]() ![]()
А |
А![]() |
||
Ответ: А![]() ![]() |
6. Три маленьких положительно заряженных шарика заряда q каждый удерживаются вдоль прямой на расстоянии а друг от друга двумя нитями. Какую максимальную кинетическую энергию приобретет крайний шарик, если обе нити одновременно пережечь.
Дано |
Рисунок |
Решение |
q a |
![]() |
По закону сохранения энергии: Е 1) Е 2) Е
E |
E![]() |
||
Ответ: E![]() ![]() |
7. Три маленьких положительно заряженных шарика, массой m и зарядом q каждый соединены нитями и находятся на расстоянии а друг от друга. Определить максимальную скорость крайнего шарика №1, если одну из нитей пережечь.
Дано |
Рисунок |
Решение |
q m a |
![]() Если продолжить наблюдать процесс, то увидим колебательную систему. |
По закону сохранения импульса
общий импульс системы равен нулю и до и после
пережигания нити: 2m
По закону сохранения энергии: Е Е Е 3k
|
![]() ![]() |
||
Ответ: V![]() ![]() |
8. Четыре точечных положительных заряда q расположены на расстоянии а на одной прямой. Определите полную потенциальную энергию системы.
Дано |
Рисунок |
Решение |
q a |
![]() |
W![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() W W W |
W![]() |
||
Ответ: W![]() ![]() |