Elektrostatyka
Oblicz pojemność zastępczą układu sześciu równolegle połączonych gałęzi kondensatorów, z których każda zawiera po 20 kondensatorów o pojemności 5F.
Oblicz jak zmieni się pojemność kondensatora płaskiego, jeżeli dwukrotnie zwiększymy odległość między okładkami i dwukrotnie zwiększymy wymiary jego kwadratowych okładek.
Oblicz wartość natężenia i potencjału pola elektrostatycznego w środku dipola złożonego z ładunków elementarnych odległych o d.
Oblicz wartość natężenia i potencjału pola elektrostatycznego w połowie odległości d pomiędzy dwoma elektronami.
Jak zmieni się energia naładowanego i następnie odłączonego od źródła napięcia kondensatora, jeżeli usuniemy z niego dielektryk? Odpowiedź uzasadnij na postawie wzorów.
W wierzchołkach wielokątów foremnych o boku znajdują się jednakowe ładunki +q. Ile wynosi natężenie pola i potencjał elektryczny w środku geometrycznym tych figur. Rozwiązać zadanie dla sześciokąta, trójkąta równobocznego i kwadratu.
Małą kulkę o masie m i ładunku q zawieszoną na nici o długości l i wprawiono w ruch po kole. W środku koła znajduje się drugi identyczny, ale nieruchomy ładunek q. Nić opisuje powierzchnię stożka i tworzy z pionem kąt α. Z jaką prędkością kątowa wiruje kulka i ile wynosi naciąg nici?
Dwie jednakowe kulki przewodzące o masach równych m wiszą na nitkach długości l dotykając się wzajemnie. Po wprowadzeniu na nie, w chwili zetknięcia, ładunku Q, kulki rozsunęły się na odległość l. Obliczyć ładunek Q.
Na końcach odcinka o długości d znajdują się ładunki +Q i -4Q. W jakim punkcie prostej łączącej ładunki:
a. natężenie pola równa się zeru,
b. potencjał pola równa się zeru,
występuje minimum lokalne potencjału.
Obliczyć natężenie pola elektrycznego E w odległości r1 = 0,3nm od elektronu i r2 = 0,4nm od protonu na prostej łączącej te dwie cząstki. Odległość elektronu od protonu wynosi d = 0,5nm. Potrzebne dane znajdź w tablicach fizycznych.
Dwie kulki są naelektryzowane jednakowymi ładunkami q. Co się stanie z siłą oddziaływania elektrostatycznego, jeżeli połowę ładunku z jednej kulki przeniesiemy na drugą? Odpowiedź uzasadnij.
Jedną metalową kulkę naładowano ładunkiem +3q, a drugą taką samą -4q. Co się stanie z siłą oddziaływania elektrostatycznego, jeżeli kulki zetkniemy i rozsuniemy na poprzednią odległość? Odpowiedź uzasadnij.Obliczyć pojemność zastępczą układów kondensatorów, przedstawionych na rysunku, o pojemności 30pF każdy.
Jak zmieni się pojemność kondensatora płaskiego próżniowego, jeżeli przestrzeń między okładkami wypełnimy dielektrykiem o stałej *r = 7? Odpowiedź uzasadnij.
Dwa jednoimienne ładunki elektryczne o wartościach ¼Q i 4Q znajdują się w odległości 100 cm od siebie. Gdzie w polu obu tych ładunków należy umieścić ładunek q, aby siły elektryczne działające na niego równoważyły się?
Dwa jednoimienne ładunki elektryczne o wartościach ¼Q i -4Q znajdują się w odległości 100 cm od siebie. Gdzie w polu obu tych ładunków potencjał elektryczny równy jest zero?
Mamy trzy jednakowe, niewielkie, o bardzo małych rozmiarach kulki. Na pierwszej znajduje się ładunek +4*10-8 C, na drugiej -2*10-8 C, a trzecia jest nienaładowana. Kulki zetknięto ze sobą, a następnie rozdzielono. Jaka siła będzie działała między kulką pierwszą i drugą, jeżeli znajdują się one w odległości 10 cm, a trzecia zastanie odsunięta bardzo daleko?
Dwa jednakowe ładunki 10-4 C znajdują się w odległości 0,5m. Jaką pracę należy wykonać, aby zbliżyć je do siebie o 0,1 m?
Kondensator płaski z okładkami o polu powierzchni 1000 cm2, wypełniony dielektrykiem o stałej dielektrycznej *r = 4, naładowano ładunkiem 24nC. Oblicz wartość natężenia pola elektrycznego w dielektryku.
Narysuj wykres zależności potencjału od odległości między punktem pola a ładunkiem źródłowym dodatnim i ujemnym.
Narysuj wykres zależności energii potencjalnej dwóch ładunków od odległości między nimi, gdy ładunki e są jedno- i różnoimienne.
Z jakiej odległości dwa ładunki po 1/4 10-7C każdy, działają na siebie w próżni siłą 10-5N? k = 9*109 N*m2/C2
Elektron porusza się z punktu do punktu, odległych o 20 cm. Różnica potencjałów między punktami jest 1000 V. Obliczyć przyspieszenie tego elektronu. Jego masa wynosi 9,11*10-31 kg, a ładunek 1,6*10-19 C.
Trzy ładunki 10-7C, 2*10-7C i -4*10-7C znajdują się w wierzchołkach trójkąta równobocznego o boku 10 cm. Oblicz energię potencjalną tego układu.
Między okładkami płaskiego kondensatora znajduje się warstwa miki (*r = 7) o grubości 2*10-3 mm i warstwa papieru (*r = 4) o grubości 10-3 mm. Płytka kondensatora ma powierzchnię 1 cm2. Oblicz pojemność elektryczną tego kondensatora.
Dwa ładunki 4 C i 2 C znajdują się w powietrzu w odległości 2 m. Z jaką siłą elektryczną działają one na trzeci ładunek 1 C umieszczony w połowie odległości między nimi? k = 9*109 N*m2/C2
27. Dwa różnoimienne ładunki znajdują się w pewnej odległości od siebie. Wartość siły jaką ładunek dodatni działa na ujemny jest:
A. równa połowie wartości siły jaką ujemny działa na dodatni B. proporcjonalna do różnicy obu ładunków
C. równa sile jaką ujemny działa na dodatni D. dwa razy większa od siły jaką ujemny działa na dodatni
28. Wewnątrz pewnego obszaru potencjał V=const≠0. Natężenie pola w tym obszarze:
A. E=0 B. E=const≠0 C. maleje liniowe D. rośnie liniowe
29. W punkcie A pola elektrycznego dwóch protonów p1 i p2 znajduje się elektron.
Najmniejsza wartość energii kinetycznej, jaką należy mu nadać w punkcie A
aby doleciał do punktu B wynosi:
A. 
B. 
C. 
D. 
30. Kondensator próżniowy o pojemności C naładowano i odłączono od źródła prądu. Następnie wnętrze wypełniono dielektrykiem o stałej dielektrycznej εr. Na skutek tego:
A. napięcie między okładkami zmalało εr razy, ładunek na okładkach pozostał stały, energia w kondensatorze wzrosła εr razy
B. napięcie między okładkami zmalało εr razy, ładunek na okładkach pozostał stały, energia w kondensatorze zmalała εr razy
C. napięcie między okładkami wzrosło εr razy, ładunek na okładkach pozostał stały, energia w kondensatorze zmalała εr razy
D. napięcie między okładkami zmalało εr razy, ładunek na okładkach zmalał εr razy, energia w kondensatorze zmalała εr razy
31. Pojemność zastępcza przedstawionego układu jednakowych kondensatorów jest:
A. 3C B. 
B. 
D. C
32. Rysunek pokazuje przekrój trzech powierzchni o jednakowej wysokości,
znajdujących się w jednorodnym pole elektrycznym o natężeniu E. Dla
strumieni przechodzących przez te powierzchnie zachodzi związek:
A. φ1<φ2<φ3 B. φ1=φ2<φ3
C. φ1=φ2=φ3 D. φ1=φ2>φ3
33. Dwa protony oddalają się od siebie wskutek działania sił kulombowskich. Ich ruch względem siebie jest ruchem:
A. opóźnionym B. przyspieszonym C. jednostajnie przyspieszonym D. jednostajnie opóźnionym
34. Na płytkę cynkową połączoną z nienaelektryzowanym elektroskopem pada wiązka promieniowania z lampy kwarcowej. Rozkład ładunku na płytce i elektroskopie poprawnie przedstawia rysunek:
35. Odległość między płytkami kondensatora jest równa 5mm. Po naładowaniu go napięciem 150V i odłączeniu od źródła umieszczono wewnątrz kondensatora metalową płytkę o grubości 1mm. Różnica potencjałów między okładkami wynosiła wówczas:
A. 100V B. 120V C. 150 V D. 200V
36. Jeśli do układu jednakowych kondensatorów połączonych tak jak na rysunku
zostanie doprowadzony ładunek Q, to ładunki zgromadzone na poszczególnych
kondensatorach będą równe:
A. Q1=Q2=Q3=1/3Q B. Q1= 1/3Q; Q2=Q3=2/3Q
C. Q1= 2/3Q; Q2=Q3=1/6Q D. Q1= 2/3Q; Q2=Q3=1/3Q
37. Największa energia w układzie z powyższego zadania zgromadzona jest w kondensatorze :
A. 1 B. 2 C. 3 D. we wszystkich jednakowa
38. Trzy metalowe kule umieszczono na izolujących podstawach jak na rysunku. Pierwszą naładowano ujemnie. Pozostałe dwie:
39. Natężenie pola elektrostatycznego dwóch ładunków punktowych (rys) jest równe zero w punkcie:
40. Natężenie pola elektrycznego w środku dipola o momencie elektrycznym p i osi długości l, znajdującego się w próżni ma wartość:
A. E=0 B. 
C. 
D. 
41. Dwie metalowe kule o promieniach r1 i r2 naładowane do potencjałów odpowiednio V1 i V2 połączono ze sobą. Po połączeniu ich potencjał będzie równy:
A. 
B. 
C.. 
D. 
42. Jeśli strumień elektryczny przenikający przez zamkniętą powierzchnię równy jest zero, to w obszarze ograniczonym tą powierzchnią na pewno:
A. nie istnieje pole elektryczne B. nie ma ładunków elektrycznych
C. suma algebraiczna ładunków jest równa zero C. suma algebraiczna ładunków jest większa od zera
43. Jeśli potarta futrem laska ebonitowa przyciąga metalową kulkę to ładunek tej kulki spełnia warunek:
A. q>0 B. q<0 C. q>0 lub q=0 D. q<0 lub q=0
44. Kondensator płaski o pojemności C naładowano ładunkiem Q i odłączono od źródła prądu. Aby zwiększyć trzykrotnie odległość między okładkami tego kondensatora należałoby wykonać pracę:
A. 
B. 
C. 
D. 
45. Jeśli wektor natężenia pola elektrycznego wytwarzanego przez dwa punktowe ładunki q1 i q2
jest w punkcie A skierowany jak na rysunku, to znaki tych ładunków spełniają warunek:
A. q1 >0; q2<0 B. q1 <0; q2>0
C. q1 <0; q2<0 D. q1 >0; q2>0
46. Kondensator o pojemności 5pF naładowany do napięcia 400V rozładowano przez przewodnik. W przewodniku tym wydzieliło się ciepło równe około:
A. 1mJ B. 0,4J C. 1 J D. 400J
47. W pewnym obszarze natężenie pola elektrycznego Ziemi wynosi 130V/m i zwrócone jest w stronę jej powierzchni. Natężenie pola grawitacyjnego równe jest tam 9,8 N/kg. Kuleczka o masie 1 g i ładunku dodatnim 1μC puszczona swobodnie będzie się poruszać z przyspieszeniem:
A. 9,93 m/s2 B. 9,80 m/s2 C. 9,67 m/s2 D. 0,13 m/s2
48. Jeżeli do naładowanego i odłączonego od źródła kondensatora dołączyć równolegle taki sam kondensator nie naładowany to energia układu:
A. zmaleje dwukrotnie B. nie ulegnie zmianie C. wzrośnie 4 razy D. wzrośnie 4 razy
49. Dwie kulki zawieszone na jedwabnych nitkach o równej długości po naelektryzowaniu oddaliły się od siebie tak, że nitki utworzyły z pionem takie same kąty. Kulki te mają:
A. równe masy i ładunki B. ładunki, których stosunek jest równy stosunkowi mas
C. równe ładunki, masy mogą być równe (choć nie muszą) D. równe masy, ładunki mogą być równe (choć nie muszą)
50. Przenosząc ładunek 1C w jednorodnym polu elektrycznym na odległość 5 cm równolegle do linii pola wykonano pracę 1J. natężenie tego pola jest równe:
A. 0,2V/m B. 5 V/m C. 20 V/m D. 40 V/m
51. Odległość między okładkami kondensatora płaskiego próżniowego zwiększono czterokrotnie, zmniejszając równocześnie trzykrotnie powierzchnię czynną okładek. Aby pojemność kondensatora nie zmieniła się trzeba między okładki wprowadzić dielektryk o względnej przenikalności elektrycznej równej:
A. 48 B. 24 C. 12 D. 16/3
52. W jednorodnym i stałym polu porusza się elektron ruchem jednostajnym prostoliniowym. Jest to możliwe w polu:
A. magnetycznym, którego wektor indukcji jest prostopadły do prędkości elektronu
B. magnetycznym, którego wektor indukcji jest równoległy do prędkości elektronu
C. magnetycznym o dowolnej orientacji wektora indukcji
D. elektrostatycznym, którego wektor natężenia jest prostopadły do prędkości elektronu
E. elektrostatycznym, którego wektor natężenia jest równoległy do prędkości elektronu
F. jest to niemożliwe
53. W akceleratorze wiązkę elektronów przyspieszano napięciem 1kV. Elektrony w wiązce uzyskają prędkość 5 razy większą gdy napięcie przyspieszające zwiększymy do:
A. 5000V B. 10000V C. 25000V D. 50000V
54. Jeśli próżniowy kondensator obwodu drgającego wypełnimy dielektrykiem o względnej przenikalności elektrycznej równej 4, to okres drgań własnych obwodu:
A. dwukrotnie zmaleje B. dwukrotnie wzrośnie C. czterokrotnie zmaleje D. czterokrotnie wzrośnie
55. Farad wyrażony w jednostkach układu SI to:
A. 
B. 
C. 
D. 
56. Odizolowana kulka metalowa miała w próżni gęstość powierzchniową ładunku σ. Po przeniesieniu jej do środowiska o stałej dielektrycznej εr=5 gęstość powierzchniowa tego ładunku będzie równa:
A. 5σ B. σ C. σ/5 D. σ
57. Dwie kule o promieniach R1 = 20 cm i R2 = 25 cm naładowane są ładunkami Q1 = +5μC i Q2 = -20μC. Oblicz pracę przeniesienia elektronu z pierwszej kuli na drugą.
58. Pomiędzy dwie poziome równoległe przewodzące płaszczyzny naładowane różnoimiennie wstrzeliwany jest elektron z prędkością o wartości 30 km/s prostopadle do linii sił jednorodnego pola elektrycznego. Odległość między płaszczyznami wynosi 2 cm, a ich długość - 10 cm. Elektron opuszcza układ z prędkością o wartości 120 km/s. Oblicz natężenie pola elektrycznego między płaszczyznami.
59. Na dwóch jednakowych kulkach, których promienie są bardzo małe w stosunku do odległości 25 cm między nimi, znajdują się ładunki elektryczne: na jednej q, a na drugiej 4q. Oblicz q, jeżeli kulki działają na siebie siłą o wartości F = 90 N.
60. Dwie jednakowe kulki o masach 18 g znajdują się w takiej odległości od siebie, że rozmiary kulek można pominąć. Jakie jednakowe ładunki elektryczne należałoby wprowadzić na te kulki, aby siła odpychania elektrycznego równoważyła siłę przyciągania grawitacyjnego?
61. Cienka jedwabna nitka wytrzymuje maksymalne obciążenie N = 6 mN. Na nitce tej powieszono kulkę o masie 0,5 g naładowaną ładunkiem dodatnim q1 = 10 nC. Od dołu zaczęto do niej zbliżać drugą kulkę, naładowaną ujemnie ładunkiem q2 = 15 nC. Przy jakiej odległości między kulkami nić się zerwie?
62. Z jakim przyspieszeniem porusza się elektron po orbicie kołowej o promieniu 5 pm wokół jądra wodoru?
63. Natężenie pola elektrycznego w pewnym punkcie przestrzeni ma wartość 1 kN/C. Jaka siła będzie działać na niewielki ładunek elektryczny 90 nC umieszczony w tym punkcie?
64. Podczas przeniesienia ładunku 5 mC z punktu A pola elektrycznego do punktu, w którym potencjał pola wynosi 0 V, wykonana została praca -1,5 J. Oblicz potencjał pola w punkcie A.
65. Na stole znajdują się 64 jednakowe kuleczki rtęci. Każda kuleczka jest naładowana takim samym ładunkiem tak, że ma potencjał 100 V. Jaki potencjał będzie miała wielka kulka rtęci powstała po połączeniu się wszystkich małych kuleczek?
66. Kondensator płaski z okładkami o polu powierzchni 1000 cm2, wypełniony dielektrykiem o stałej dielektrycznej 4, naładowano ładunkiem 24 nC. Oblicz wartość natężenia pola elektrycznego w dielektryku.
67. Kondensator płaski próżniowy o pojemności 1 μF dołączono do źródła napięcia 12 V I po naładowaniu odłączono go od źródła. Następnie rozsunięto jego okładki na odległość 2 razy większą. Oblicz pracę wykonaną podczas rozsuwania okładek.
68. O ile zwiększyłby się potencjał Ziemi, gdyby została naładowana ładunkiem elektrycznym 1 C? Promień Ziemi - 6370 km.
69. Dwie metalowe kulki o promieniach R1 i R2 naładowano jednakowymi ładunkami Q. Jakie będą ładunki na kulkach, jeśli połączymy je cienkim przewodem? Kulki znajdują się w odległości znacznie większej od ich wymiarów.
70. Dwa kondensatory o pojemnościach 4 μF i 6μF połączono szeregowo I taki zestaw dołączono do źródła napięcia 100 V. Jakie napięcie ustali się między płytkami kondensatorów?
A. naładowały się dodatnio
B. pozostały nienaładowane
C. druga naładowała się dodatnio, trzecia ujemnie
D. druga pozostała nienaładowana, trzecia naładowała się dodatnio.
A. K B. L
C. M D. N
Wyszukiwarka