A megoldás a problémák a fizika - az esetleges elektrosztatikus tér

A megoldás a problémák a fizika - az esetleges elektrosztatikus tér

Mielőtt elkezdenénk foglalkozni a tipikus problémák, emlékszik az alapvető elméleti kapcsolódó információ ebben a témában:

• Az elektrosztatikus mező lehetséges. Ez azt jelenti, hogy a munka az elektromos mező erők, amikor mozog a felelős minden zárt pálya nulla. Ha az utat a mozgását a díj nem zárt,

Munka elektromos áram egy kis elmozdulás a díj

a műveletet az elektrosztatikus mező ebben az esetben a következőképpen definiálható: AA = Eq AL cos α, ahol E - térerő egy adott ponton, q - díj összege, AL - a nagysága kis elmozdulás a töltés, α - közötti szög az irányt a térerősség és a töltés elmozdulás.

• Ha mozog a töltés q attól a ponttól, hogy a potenciális energia W1 a ponton a potenciális energia W2. A különbség ezen energiák egyenlő lesz a munka. amelyek az elektromos mező ezen: A = W2 - W1.

Az elvégzett munkát a területen, míg mozog a töltés az egyik pontból a másikba, az egyenlő azzal a különbséggel felelős potenciális energia ezeken a pontokon

• A lehetséges az elektromos mező - fizikai skalár mennyiség arány egyenlő a potenciális energia az elektromos töltés egy adott ponton az elektrosztatikus tér nagyságának ennek fejében:

Lehetséges - energetikai jellemző a területen. A nemzetközi rendszer (SI) kapacitása egység volt (V).

• A lehetséges területe a kiürítés és a töltött gömb által meghatározott kapcsolatban:

ahol r - távolság a gömb középpontjától, vagy a díjat egy adott térbeli pontban (abban az esetben, egy gömb, ezen a ponton kell elhelyezni körén kívül), q - töltés érték, k = 9 × 10 9 N · m 2 / C 2 - állandó együttható. A potenciális A gömb belsejében bármely ponton azonos, és egyenlő a potenciális a felszínén:

ahol R - a gömb sugarának.

• A villamos zaryadaq mozgást az egyik pontot a térben, hogy a másik a termék a töltés a potenciális különbség ezen pontok között: A12 = Q (φ2 - φ1).
• A feszültség két pont között egyenletes elektrosztatikus mező és intenzitását ezen a területen kapcsolódik a: U = Ed. ahol d - a távolság a ekvipotenciális felületek tartozó, ezeket a pontokat.

Most viszont, hogy a problémák megoldásához. Mint mindig, azt javasoljuk, hogy az olvasó, hogy dönt a saját első, és a kapott oldatot azokkal szemben, mivel a cikkben. Egyes feladatok vett az igazi vizsga lehetőségeket fizika különböző évekből és segédeszközök ajánlott felkészülni erre a vizsgára.

Probléma 1. Amikor a mozgó töltés között a pontok között a feszültség különbség 1 kV-os elektromos mező elkötelezett munkáját 40 mJ. Mi a vád?

Feladat 2. Egy homogén elektromos mező 60 kV / m értéke 5 nC töltés mozgott. Mozgó egyenlő modulo 20 cm, 60 szöget zár 0 az irányt a távvezeték. Keresse üzemeltetés területén, a változó potenciális energiája a töltés és a helyszíni kölcsönhatásokat és a feszültséget a kezdő- és végpontját az elmozdulás. Ahhoz, hogy ugyanazokat a kérdéseket megválaszolni abban az esetben mozgása negatív töltés.

Megoldás: Field munka töltés mozgás lehet kiszámítani a következő képlet szerint: A = EQL cos α = 60 · 10 3 · 5 × 10 - 9 · 0,2 · cos 60 0 = 3 × 10-5 J megváltoztatása a potenciális energia ebben az esetben egy tökéletes munkát. ezért: Aw = -A = - 3 × 10 - 5 J (potenciális energia csökkent). A feszültség határozza meg a térerősség a következő képlet szerint: U = Ed = El cos a, mint a jelen esetben, a töltés át szögben irányába erővonalak. Így, U = 60 × 10 3 · 0,2 · cos 60 = 0 6000 V. A negatív töltés értékek A és Aw egyszerűen változtatni jel.

A: 3 × 10 - 5 J - 3 × 10 - 5 J, 6000, · 10 -3 - 5 J 3 × 10 - 5 J, 6000 V.

Probléma 3. Elektronikus mozgott a gyorsuló elektromos mező egy lehetséges pontból B pont 200 potenciális 300 V Keresse meg a kinetikus energia az elektron, a változás potenciális energia és a megszerzett sebességet. A kezdeti elektron sebessége nulla.

Megoldás: munka, amelynek eredményeképpen a területen, míg a mozgó elektron megtalálni a következőképpen: A12 = Q (φ2 - φ1) = 1,6 · 10 -19 · (300 - 200) = 1,6 x 10 -17 J. ezért változtatni a potenciális energia az elektron a területen. egyenlő :. Aw = -A = - 1,6 · 10-17 J. Ezt a csökkenést kompenzálja a nagyobb kinetikus energiát, hogy ugyanazt az értéket, az alábbiak szerint a energiamegmaradás: E = 1,6 · 10-17 G. mivel az E = m υ 2 /. 2, akkor υ = √ (2E / m) = √ (2 × 1,6 × 10 - 17 × 10 /9.1 - 31) = 6 mm / s.

Válasz: 1.6 × 10 - 5 J - 1,6 x 10-5 J 6 mm / s.

Probléma 4. Mi a különbség a potenciális át kell mennie egy elektron a sebesség nőtt 10-30 mm / s?

Megoldás: A változás a kinetikus energia az elektron, amikor elhaladnak egy ilyen potenciális különbség megtalálható a kapcsolatban: AE = m υ2 2/2 - m υ1 2/2 = 8/18 · 9,1 · 10-31 · (30 · 10 6) 2 = 3,6 · . 10-16 G. Ugyanez a változás a törvény szerint az energiamegmaradás egyenlő a munkát, amit elkövetett ebben az esetben az elektromos mező :. E = -A = -3,6 · 10-16 J az arány rögzített legelején, megkapjuk: φ2 - φ1 = a / q = -3,6 · 10-16 / 1,6 × 10 -19 = -2250 V.