Электрическое поле представляет собой изменение пространства вокруг электрического заряда. Он представлен линиями, называемыми линиями электропередач.
Этот предмет является частью электростатического заряда. Итак, воспользуйтесь упражнениями, которые подготовила для вас Toda Matéria, проверьте свои знания и проясните сомнения, следуя прокомментированным решениям.
Проблемы решены и прокомментированы
1) УФРГС - 2019
На рисунке ниже в поперечном сечении показана система из трех электрических зарядов с соответствующими им эквипотенциальными поверхностями.
Отметьте альтернативный вариант, который правильно заполняет пробелы в приведенном ниже утверждении, в том порядке, в котором они появляются. По трассировке эквипотенциального сигнала можно констатировать, что нагрузки... есть знаки... и что модули нагрузки таковы, что... .
а) 1 и 2 - равные - q1 б) 1 и 3 - равные - q1 в) 1 и 2 - противоположные - q1 г) 2 и 3 - противоположные - q1> q2> q3
д) 2 и 3 - равны - q1> q2> q3
Эквипотенциальные поверхности представляют собой поверхности, образованные точками с одинаковым электрическим потенциалом.
Наблюдая за рисунком, мы определили, что между зарядами 1 и 2 есть общие поверхности, это происходит, когда заряды имеют одинаковый знак. Следовательно, 1 и 2 имеют одинаковые заряды.
Из чертежа мы также видим, что нагрузка 1 - это нагрузка с наименьшим модулем нагрузки, поскольку она имеет наименьшее количество поверхностей, а нагрузка 3 - это нагрузка с наибольшим номером.
Следовательно, мы должны q1
Альтернатива: а) 1 и 2 - равны - q1
На рисунке точки I, II, III и IV представлены в однородном электрическом поле.
Частица с незначительной массой и положительным зарядом приобретает максимально возможную электрическую потенциальную энергию, если поместить ее в точку:
там
б) II
в) III
г) IV
В однородном электрическом поле положительная частица имеет большую электрическую потенциальную энергию, чем ближе она к положительной пластине.
В этом случае точка I - это место, где нагрузка будет иметь наибольшую потенциальную энергию.
Альтернатива: а) Я
Электрофильтр - это оборудование, которое может использоваться для удаления мелких частиц, присутствующих в выхлопных газах промышленных дымоходов. Основным принципом работы оборудования является ионизация этих частиц с последующим удалением с помощью электрического поля в области их прохождения. Предположим, что один из них имеет массу m, приобретает заряд величиной q и подвергается воздействию электрического поля модуля E. Электрическая сила, действующая на эту частицу, определяется выражением
а) mqE.
б) mE / qb.
в) q / E.
г) qE.
Интенсивность электрической силы, действующей на заряд, расположенный в области, где есть электрическое поле, равна произведению заряда на величину электрического поля, то есть F = q. А ТАКЖЕ.
Альтернатива: d) qE
В лабораторном классе физики для изучения свойств электрических зарядов был проведен эксперимент, в котором небольшие наэлектризованные сферы инжектируются в верхнюю часть камеры в вакууме, где существует однородное электрическое поле в том же направлении и в том же направлении, что и локальное ускорение сила тяжести. Было замечено, что при электрическом поле с модулем, равным 2 · 103 В / м, одна из сфер, массой 3,2 х 10-15 кг, оставались с постоянной скоростью внутри камеры. Эта сфера имеет (считайте: заряд электрона = - 1,6 x 10-19 Ç; заряд протона = + 1,6 x 10-19 Ç; местное ускорение свободного падения = 10 м / с2)
а) одинаковое количество электронов и протонов.
б) на 100 электронов больше, чем протонов.
в) на 100 электронов меньше протонов.
г) электронов на 2000 больше, чем протонов.
д) на 2000 электронов меньше, чем протонов.
Согласно информации в задаче, мы определили, что силы, действующие на сферу, - это сила веса и электрическая сила.
Поскольку сфера остается в камере с постоянной скоростью, мы заключаем, что эти две силы имеют одинаковую величину и противоположное направление. Как изображение ниже:
Таким образом, мы можем вычислить модуль нагрузки, уравняв две силы, действующие на сферу, а именно:
Теперь, чтобы найти количество дополнительных частиц, воспользуемся следующей зависимостью:
q = н.э.
существование,
n: количество дополнительных электронов или протонов
е: элементарный заряд
Следовательно, заменяя значения, указанные в задаче, мы имеем:
Как мы видели, электрическая сила должна иметь направление, противоположное силе веса.
Для этого необходимо, чтобы заряд имел отрицательный знак, потому что в этом случае электрическая сила и электрическое поле также будут иметь противоположные направления.
Следовательно, на сфере должно быть больше электронов, чем протонов.
Альтернатива: б) на 100 электронов больше, чем протонов.
5) Unesp - 2015 г.
Электрические модели часто используются для объяснения передачи информации в различных системах человеческого тела. Нервная система, например, состоит из нейронов (рис. 1), клеток, ограниченных тонкой липопротеидной мембраной, отделяющей внутриклеточную среду от внеклеточной. Внутренняя часть мембраны заряжена отрицательно, а внешняя часть имеет положительный заряд (рис. 2), аналогично тому, что происходит на пластинах конденсатора.
На рис.3 представлен увеличенный фрагмент этой мембраны толщиной d, находящийся под действием поля. однородный электрический, представленный на рисунке его силовыми линиями, параллельными друг другу и ориентированными вверх. Разница потенциалов между внутриклеточной и внеклеточной средой составляет V. Рассматривая элементарный электрический заряд как e, ион калия K +, показанный на рисунке 3, под действием этого электрического поля будет подвергаться действию электрической силы, модуль которой можно записать как
В однородном электрическом поле разность потенциалов определяется выражением:
Электрическое поле E равно отношению электрической силы к заряду, то есть:
Заменив эти отношения на предыдущие, мы получим:
Поскольку у нас есть только один ион калия, выражение q = n.e превратится в q = e. Подставляя это значение в предыдущее выражение и выделяя силу, мы находим:
Альтернатива: d)
Область между двумя плоскими и параллельными металлическими пластинами показана на рисунке сбоку. Пунктирные линии представляют собой однородное электрическое поле, существующее между пластинами. Расстояние между пластинами составляет 5 мм, а разность потенциалов между ними составляет 300 В. Координаты точек A, B и C показаны на рисунке. (Напишите и усыновите: система находится в вакууме. Заряд электрона = -1,6,10-19 Ç)
Определять
а) модули ИTHE, А ТАКЖЕB и являетсяÇ электрического поля в точках A, B и C соответственно;
б) разности потенциалов VAB и Vдо н.э между точками A и B и между точками B и C соответственно;
в) работа осуществляется за счет электрической силы, действующей на электрон, движущийся из точки C в точку A.
а) Поскольку электрическое поле между пластинами однородно, значение будет одинаковым в точках A, B и C, то есть ETHE = ИB = ИÇ = И.
Чтобы вычислить модуль E, мы применим следующую формулу:
V = E.d
Где V = 300 В и d = 5 мм = 0,005 м, найдем следующее значение:
б) Для расчета разности потенциалов в указанных точках мы применим ту же формулу, что и выше, с учетом указанных расстояний, то есть:
Теперь посчитаем разность потенциалов между точками B и C. Для этого обратите внимание, что эти две точки находятся на одинаковом расстоянии от пластин, то есть dдо н.э = 0,004 - 0,004 = 0.
Таким образом, разность потенциалов будет равна нулю, то есть:
Vдо н.э = 60 000. 0 = 0
в) Для расчета работы воспользуемся следующей формулой:
Если потенциал точки C равен потенциалу точки B, то Vç - VTHE = VB - VTHE = - VAB = - 180 В. Подставляя это значение в формулу, получаем:
Рассмотрим электрическое поле, создаваемое двумя точечными электрическими зарядами одинаковой величины и противоположных знаков, разделенными расстоянием d. Относительно этого вектора электрического поля в равноудаленных точках зарядов правильно утверждать, что
а) имеет направление, перпендикулярное линии, соединяющей два заряда, и одинаковое направление во всех этих точках.
б) имеет то же направление, что и линия, соединяющая две нагрузки, но меняется по направлению для каждой анализируемой точки.
c) имеет направление, перпендикулярное линии, соединяющей две нагрузки, но меняется по направлению для каждой анализируемой точки.
г) имеет то же направление, что и линия, соединяющая два заряда, и то же направление во всех этих точках.
На изображении ниже представлены силовые линии, когда у нас есть два электрических заряда с противоположными сигналами.
Поскольку вектор электрического поля касается силовых линий в каждой точке, мы проверяем, что в точках равноудаленный от зарядов вектор будет иметь то же направление, что и линия, соединяющая два заряда, и такое же смысл.
Альтернатива: г) имеет то же направление, что и линия, соединяющая два заряда, и то же направление во всех этих точках.
Дополнительные упражнения см. Также:
- Электрический заряд: упражнения
- Электростатика: упражнения
- Закон Кулона: упражнения
- Ассоциация резисторов - Упражнения
