ХОЧУ ПОЛУЧИТЬ 5 ЗА ЕГЭ ПО ФИЗИКЕ

 

   П О М О Щ Ь  А Б И Т У Р И Е Н Т У  П О  Ф И З И К Е

            КУПИТЬ  КНИГУ                                                                                                            

                            ЭЛЕКТРОСТАТИКА

                                      С о д е р ж а н и е    к н и г и

      1. в В Е Д Е Н И Е.  

        2. Т Е О Р Е Т И Ч Е С К И Й    О Б З О Р.

        3. Р Е Ш Е Н И Е  З А Д А Ч  Ч А С Т и  1  ЕГЭ -  109  З А Д А Ч.

               3-1. з а к о н   к у л о н а.

               3-2. н а п р я ж е н н о с т ь   п о л я.

               3-3. П о т е н ц и а л.   п о т е н ц и а л ь н а я   э н е р г и я   з а р я д а.

               3-4. р а б о т а   п о   п е р е м е щ е н и ю   з а р я д а   в   п о л е.

               3-5. э л е к т р и ч е с к а я   ё м к о с т ь.   к о н д е н с а т о р ы.

        4. Р Е Ш Е Н И Е  З А Д А Ч  Ч А С Т И   2   -   75   З А Д А Ч.

               4-1. з а к о н   к у л о н а.

               4-2. н а п р я ж е н н о с т ь   п о л я.

               4-3. П о т е н ц и а л.   п о т е н ц и а л ь н а я   э н е р г и я   з а р я д а.

               4-4. р а б о т а   п о   п е р е м е щ е н и ю   з а р я д а   в   п о л е.

               4-5. э л е к т р и ч е с к а я   ё м к о с т ь.   к о н д е н с а т о р ы.

        5. зАДАЧИ  САМОСТОЯТЕЛЬНОГО  РЕШЕНИЯ - 30  задач.

        6. т А Б Л И Ц Ы    С   Ф О Р М У Л А М И.

 

  44 урока по физике для абитуриентов Вы найдете в серии книжек  с  общим    названием "САМ СЕБЕ РЕПЕТИТОР".  
 

      В  КАЧЕСТВЕ  ПРИМЕРА  НИЖЕ  ПРИВЕДЕНЫ  5  ЗАДАЧ  ИЗ  184  ЗАДАЧ  ПО ТЕМЕ  "ЭЛЕКТРОСТАТИКА"  С  ПОДРОБНЫМИ  РЕШЕНИЯМИ 

 

     Р Е Ш Е Н И Е  З А Д А Ч   Ч А С Т и  ЕГЭ

                                                                  

                                                                     Задача № 1-6

Два точечных заряда Q1 = 30 нКл и Q2 = 40 нКл находятся на расстоянии d =5 см друг от друга. Найти напряженность электрического поля в точке, расположенной на расстоянии r1 = 3 см от первого заряда и r2 = 4 см от второго заряда.

Дано:  Q1 = 3·10-8 Кл, Q2 = 4·10-8 Кл,  d = 0,05 м, r1 = 0,03 м, r2 = 0,04 м. Определить Е - ?

                                              

                                                             Рис. 3.

Напряженность поля в точке А (рис. 3), в соответствии с принципом суперпозиции полей, определим с помощью векторного уравнения  Е = Е1 + Е2, где Е1 и Е2 - векторы напряженности поля в точке А, создаваемые первым и вторым зарядами.

Треугольник ВАС  - прямоугольный треугольник, так как стороны его 3 см, 4 см и 5 см (угол < ВАС = 90о). Тогда треугольник, содержащий в качестве сторон векторы  Е, Е1 и Е2 , является также прямоугольным треугольником, для которого выполняется теорема Пифагора: E² = E1²+E2².

Напряжённости поля,  создаваемые в точке А зарядами Q1 и Q2  , равны, соответственно:

                 

      

                                                                     Задача № 1-24

К конденсатору, электрическая емкость которого С = 16 пФ, подключают два одинаковых конденсатора емкостью Х: один — параллельно, второй — последовательно (см. рис. 29). Емкость образовавшейся батареи конденсаторов равна емкости С. Какова емкость Х?

         Дано: С = 16·10-12 Ф, Соб = С. Определить Х - ?

                                                  

                                                                 Рис. 29.

         Для решения задачи введем обозначения, представленные на рис. 29: С1 = С, С2 = С3 = Х и выведем формулу суммарной ёмкости Соб для данной схемы соединений конденсаторов. Конденсаторы С1 и С2 соединены  параллельно, их общая ёмкость С12 = С1 + С2 = С + Х.  К конденсатору С12 последовательно соединен конденсатор  С3 . Тогда суммарная ёмкость равна

                     

         Второй корень этого уравнения меньше нуля и мы его не рассматриваем.

                   

             Р Е Ш Е Н И Е  З А Д А Ч   Ч А С Т И  2  ЕГЭ

                                                                  

                                                                   Задача № 2-4        

         В каждой вершине квадрата находится заряд q = 40 нКл. Какой по величине отрицательный заряд следует поместить в центре квадрата, чтобы система находилась в равновесии.

         Дано: q = 4·10-8 Кл. Определить Q - ?

                                                           

                                                                          Рис. 2.4.

         Так как вся система зарядов находится в равновесии, то для решения задачи достаточно рассмотреть условие равновесия заряда, расположенного в нижнем правом углу квадрата (рис. 2.4).

         На заряд   q  действуют силы: F1 = kq²/L² - сила Кулона из-за действия заряда q1, где L - сторона квадрата; F2 = kq²/L² - сила Кулона из-за действия заряда q2 , F3 = kq²/2L² - сила Кулона действует со стороны заряда q3  (диагональ квадрата равна L2)  и  F =2kq|Q|/L²  - сила Кулона, действующая на заряд q со стороны отрицательного заряда Q (расстояние между зарядами L2/2).

         Запишем уравнение равновесия для заряда q:

                                                                      F1 + F2 + F3 + F = 0.

         Спроецируем это уравнение на ось Х:

                      ОХ:  F1cos45o + F2 cos45o + F3 - F = 0      =>      F = F1cos45o + F2 cos45o  + F3.

        Подставим в последнее уравнение полученные ранее выражения для сил и определим модуль отрицательного заряда |Q|:

                        

          Величина заряда, помещенного в центре квадрата, равна  Q = - 3,99·10-8 Кл      

 

                                                                   Задача № 2-7

         Два заряженных шарика, подвешенных на нитях одинаковой длины, опускают в керосин  с ε = 2. Какова плотность материала шариков, если угол расхождения нитей в воздухе и в керосине был один и тот же? Плотность керосина ρк = 0,8·103 кг/м3.

         Дано: ε = 2, ρк = 0,8·103 кг/м3 Определить ρ - ?

                                      

                                                                       Рис. 25

         На рисунке представлены два случая равновесия заряженных шариков в воздухе (рис.25,а)  и в керосине (рис.25, b). Для обоих случаев рассмотрим равновесие правого шарика.

На шарик в воздухе действуют силы: mg = ρVg – сила тяжести, где ρ - плотность материала шарика, V- объём шарика; F1 - сила Кулона, действующая на шарик в воздухе и Т1 – сила натяжения нити. Так как шарик находится в равновесии, запишем первый закон Ньютона: mg + F1 + Т1 = 0. Спроецируем это уравнение на координатные  оси:  ОХ: F1 T1sinα = и  OYT1cos α mg = 0, или T1cos α - ρVg = 0, откуда получим  tgα = F1/ρVg  (1).

На шарик в керосине действуют силы: mg = ρVg – сила тяжести; F2 = F1/ε - сила Кулона, действующая на шарик в керосине; Т2 – сила натяжения нити и FА = ρкVg выталкивающая сила Архимеда. Так как шарик в керосине находится в равновесии, запишем для него первый закон Ньютона: : mg + F2 + Т2 + FА = 0. Спроецируем это уравнение на координатные  оси: 

      на ОХ: F2 T2sinα = 0   и  на OY T2cos α mg +  FА = 0, откуда получим  

                                                                            

                                                                   Задача № 2-21

         Два одноименных точечных заряда q1 и q2 с массами m1 и m2 движутся навстречу друг другу. В момент, когда расстояние между зарядами равно r1, они имеют скорости V1 и V2. До какого минимального расстояния r2 сблизятся заряды?

         Дано: , m1, m2 , r1, V1, V2 .  Определить  r2 - ?

Система из двух зарядов (считаем их положительными) в некоторый момент времени, находясь на расстоянии  r1 друг от друга, имеет суммарный импульс Р1 = m1V1 - m2V2. Когда заряды сблизятся до минимально возможного расстояния r2 они будут двигаться с одинаковой скоростью V.  Система из двух зарядов в этот момент времени будет обладать импульсом Р2 = (m1 + m2)V .

         Скорость зарядов V определим применяя к зарядам закон сохранения импульса. По этому закону выполняется равенство

                                               Р1 = Р2   =>    m1V1 - m2V2 = (m1 + m2)V,

откуда скорость зарядов при минимальном  расстоянии  V =(m1V1 - m2V2) /(m1 + m2).

         Минимальное расстояние между зарядами определим применяя закон сохранения энергии системы зарядов:

                                                               К1 + П1 = К2 + П2 ,

        Здесь К1 = m1V1²/2 + m2V2²/2 – кинетическая энергия двух движущихся зарядов и  

           П1 = kq1q2/ r1 – потенциальная энергия зарядов при расстоянии между зарядами  r1.

      При   минимальном расстоянии r2 между зарядами  q1 и  q2 суммарная кинетическая энергия двух  движущихся зарядов будет

                                          

           П2 = kq1q2/r2 – потенциальная энергия зарядов.

        Запишем закон сохранения энергии для системы зарядов:

                    

 

         КУПИТЬ  КНИГУ                                                                            ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА

                                          телефон:   +79175649529,  почта:  gaegoralev@mail.ru

                ©   Содержание  и  дизайн:  Александр  Горский.     egefizika5.com

/