2.2 Напряженность электростатического поля

Задача 1. Электрон, помещенный в однородное электрическое начинает двигаться:

Ответ: равноускоренно, против направления вектора напряженности.

Задача 2. Три точечных электриче­ских заряда расположены в вер­шинах квадрата. Вектор напря­женности электрического поля в четвертой вершине будет на­правлен по направлению стрелки:

Ответ: в)

Задача 3. Напряженность электрического поля в центре тонкого кольца радиусом 0,1 м, по которому равномерно распределен заряд 20 мкКл, равна:

Ответ: 0.

Задача 4. Электрическое поле образовано точечным зарядом q. В точке А напряженность поля равна 90 В/м. В точке В напряженность поля 22 В/м. Точки А и В находятся па прямой, проходящей через заряд q. Напряженность электрического поля в точке, лежащей посередине отрезка АВ равна:

Ответ: 40,0 В/м;

Задача 5. В какой из точек а, б, в, г (рис.) на прямой MN напряженность поля может быть равна нулю?

Ответ: а)

Задача 6. Шарик массой 1,0 г зарядом 0,10 мкКл висит па невесомой и нерастяжимой нити в однородном горизонтальном электрическом поле напряженностью 100 кВ/м. Сила натяжения нити равна:

Ответ: 14 мН

Задача 7. Восемь одинаковых маленьких капелек воды, несущих одинаковые электрические заряды, сливаются в одну большую каплю. Напряженность электрического поля на поверхности маленькой капли равна Е. Напряженность E₁, электрического поля на поверхности большой капли равна:

Ответ: 2Е.

Задача 8. Два маленьких медных шарика, расположенных на расстоя­нии 50 см друг от друга, имеют заряды +2q и -8q. Шарики привели в соприкосновение и развели на прежнее расстояние. Отношение напряженностей электрического поля до и после соприкосновения в точке, находящейся па расстоянии 40 см от второго и 30 см от пер­вого зарядов, равно:

Ответ: 1,43.

Задача 9. Электрическое поле создано двумя бесконечными параллельными плоскостями с поверхностными плотностями зарядов 30 и -40 нКл/м². Модули напряженностей электростатического поля вне пластин и между ними равны:

Ответ: 0,6 кВ/м; 4,0 кВ/м;

Задача 10. Металлическое кольцо радиусом R имеет заряд q. Напряженность поля па оси кольца на расстоянии L от центра равна:

Ответ: qL/4п*(эпсилум)(R^2+L^2)в степени 3 на 2.

Задача 11. Расстояние между зарядами +q и -q диполя равно l. Мо­дуль напряженности электрического поля в точке, находящейся на перпендикуляре к оси диполя на расстоянии r (r>>l) от нее, равен Е. Величина электрического момента диполя равна:

Ответ: (Er^3)/2k

Задача 12. Отрицательно заряженная частица массой m и зарядом q влетает в однородное электрическое поле напряженностью Е. Начальная скорость частицы и направлена вдоль линий напряженности. Расстояние, пройденное частицей до остановки, равно:

Ответ: (mv^2)/2qE

Задача 13. Электрон влетает в однородное электрическое поле напряженностью 1,0 кВ/м перпендикулярно линиям напряженности. Если через 10 нс скорость электрона стала равной 2,0*10⁶ м/с, то электрон влетел в поле со скоростью:

Ответ: 0,9*10^6 м/c

Задача 14. Электрон влетает в конденсатор параллельно плоскости пластин со скоростью 3,0*10⁶ м/с. Длина пластин конденсатора 20 см. Если электрон вылетает под углом 30° к пластинам, то напряженность поля конденсатора равна:

Ответ: 150 В/м

Задача 15. Электрон влетает в пространство между обкладками кон­денсатора, напряженность поля между которыми 2 кВ/м, под углом 60° к плоскости одной из них. Расстояние между обкладками 3 см. Минимальная начальная скорость электрона, при которой он дос­тигнет второй обкладки, равна:

Ответ: 5*10^6 м/с.

Задача 16. Шарик массой 0,50 г и зарядом 10,0 нКл, подвешенный на нити длиной 50 см, вращается с постоянной по модулю скоростью в однородном электрическом поле напряженностью 100 кВ/м, на­правленном вертикально вниз. Если нить во время движения обра­зует с вертикалью угол 60°, то сила натяжения нити и кинетическая энергия шарика равны:

Ответ: 12,0 мН; 2,25 мДж.