Контрольная работа №3 Тема: «Электрическое поле. Законы постоянного тока» Вариант № 1 1. Одинаковые шарики q1= 4*10-7Кл, q2= -0,8*10-7 в вакууме на расстоянии 82 см. Шарики привели в соприкосновение и развели на тоже расстояние. Определить и изобразить Кулоновские силы до и после соприкосновения. 2. На точечный заряд 2 нКл, помещенный в электрическое поле, действует сила 16 мкн. Определить напряженность поля в этой точке. 3. На конденсаторе написано: 100 пФ; 300В. Можно ли его использовать для накопления заряда 50 нКл. 4. Сопротивление электрического чайника 24 Ом. Найти мощность чайника при напряжении 120В 5. Рассчитать электрическую цепь 18 60 6 2 4 60 9 60
1. Для решения этой задачи нам нужно сначала найти значение Кулоновской силы между двумя шариками до и после соприкосновения.
Для начала, воспользуемся законом Кулона, который гласит, что Кулоновская сила между двумя заряженными шариками пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Итак, до соприкосновения, Кулоновская сила между шариками может быть найдена с использованием формулы:
F = k * (q1 * q2) / r^2,
где F - Кулоновская сила, k - постоянная Кулона (равна 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - заряды шариков, r - расстояние между ними.
Затем, мы можем использовать то же самое значение постоянной Кулона и расстояние между шариками, чтобы найти Кулоновскую силу после соприкосновения:
Fпосле = (9 * 10^9) * (3,2 * 10^-7)^2 / (0,82)^2.
Выполняем вычисления:
Fпосле = 7,12 Н.
Изобразить Кулоновские силы до и после соприкосновения можно на графике, где по вертикали будет откладываться величина силы, а по горизонтали - расстояние между шариками.
2. Для решения этой задачи нам нужно использовать формулу для силы в электрическом поле:
F = q * E,
где F - сила, q - величина заряда, E - напряженность поля.
Мы знаем, что сила равна 16 мкн (микроньютон) и заряд равен 2 нКл (нанокулон). Подставляем значения в формулу:
16 * 10^-6 = 2 * 10^-9 * E.
Выполняем вычисления:
E = 8 Н/Кл.
Таким образом, напряженность поля в этой точке равна 8 Н/Кл.
3. Для решения этой задачи нам нужно использовать формулу для емкости конденсатора:
C = Q / V,
где C - емкость, Q - заряд, V - напряжение.
Если мы хотим зарядить конденсатор до 50 нКл, то можем подставить значения в формулу и решить уравнение относительно емкости:
50 * 10^-9 = C * 300.
Выполняем вычисления:
C = 50 * 10^-9 / 300 = 1,67 * 10^-10 Ф.
Таким образом, данной конденсатор можно использовать для накопления заряда 50 нКл.
4. Для решения этой задачи нам нужно использовать закон Ома для расчета мощности:
P = (V^2) / R,
где P - мощность, V - напряжение, R - сопротивление.
Подставляем известные значения:
P = (120^2) / 24,
Выполняем вычисления:
P = 600 Вт.
Таким образом, мощность чайника при напряжении 120 В составляет 600 Вт.
5. Для рассчета электрической цепи нам необходимо использовать закон Ома, который гласит, что сила тока в электрической цепи пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению:
I = V / R,
где I - сила тока, V - напряжение, R - сопротивление.
Данная информация позволяет нам построить следующую электрическую цепь:
- от источника питания с напряжением 18 В и сопротивлением 60 Ом идет проводник к сопротивлению сопротивлением 6 Ом;
- от сопротивления сопротивлением 6 Ом идет проводник к сопротивлению сопротивлением 2 Ом;
- от сопротивления сопротивлением 2 Ом идет проводник к сопротивлению сопротивлением 4 Ом;
- от сопротивления сопротивлением 4 Ом идет проводник к сопротивлению сопротивлением 60 Ом;
- от сопротивления сопротивлением 60 Ом идет проводник с обратно в источник питания
6. Изображение электрической цепи не предоставлено. Однако, на основании предоставленных данных мы можем сказать, что в этой цепи присутствуют различные элементы, такие как источник напряжения, проводники и сопротивления различной величины. Чтобы рассчитать силу тока в разных элементах цепи, нужно знать их напряжение и сопротивление. Это поможет нам понять, как ток будет распределяться в цепи и какие элементы будут получать большую или меньшую долю напряжения. Кроме того, составление полной схемы позволит более подробно изучить электрическую цепь и дать более точные расчеты для каждого элемента.
Для начала, воспользуемся законом Кулона, который гласит, что Кулоновская сила между двумя заряженными шариками пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Итак, до соприкосновения, Кулоновская сила между шариками может быть найдена с использованием формулы:
F = k * (q1 * q2) / r^2,
где F - Кулоновская сила, k - постоянная Кулона (равна 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - заряды шариков, r - расстояние между ними.
Подставляем известные значения:
Fдо = (9 * 10^9) * (4 * 10^-7) * (-0,8 * 10^-7) / (0,82)^2,
Выполняем вычисления:
Fдо = -1,57 Н.
Знак "-" перед числом означает, что сила отталкивания.
После соприкосновения, оба шарика будут иметь одинаковый заряд, который будет равен сумме зарядов до соприкосновения:
qпосле = q1 + q2 = 4 * 10^-7 - 0,8 * 10^-7 = 3,2 * 10^-7 Кл.
Затем, мы можем использовать то же самое значение постоянной Кулона и расстояние между шариками, чтобы найти Кулоновскую силу после соприкосновения:
Fпосле = (9 * 10^9) * (3,2 * 10^-7)^2 / (0,82)^2.
Выполняем вычисления:
Fпосле = 7,12 Н.
Изобразить Кулоновские силы до и после соприкосновения можно на графике, где по вертикали будет откладываться величина силы, а по горизонтали - расстояние между шариками.
2. Для решения этой задачи нам нужно использовать формулу для силы в электрическом поле:
F = q * E,
где F - сила, q - величина заряда, E - напряженность поля.
Мы знаем, что сила равна 16 мкн (микроньютон) и заряд равен 2 нКл (нанокулон). Подставляем значения в формулу:
16 * 10^-6 = 2 * 10^-9 * E.
Выполняем вычисления:
E = 8 Н/Кл.
Таким образом, напряженность поля в этой точке равна 8 Н/Кл.
3. Для решения этой задачи нам нужно использовать формулу для емкости конденсатора:
C = Q / V,
где C - емкость, Q - заряд, V - напряжение.
Если мы хотим зарядить конденсатор до 50 нКл, то можем подставить значения в формулу и решить уравнение относительно емкости:
50 * 10^-9 = C * 300.
Выполняем вычисления:
C = 50 * 10^-9 / 300 = 1,67 * 10^-10 Ф.
Таким образом, данной конденсатор можно использовать для накопления заряда 50 нКл.
4. Для решения этой задачи нам нужно использовать закон Ома для расчета мощности:
P = (V^2) / R,
где P - мощность, V - напряжение, R - сопротивление.
Подставляем известные значения:
P = (120^2) / 24,
Выполняем вычисления:
P = 600 Вт.
Таким образом, мощность чайника при напряжении 120 В составляет 600 Вт.
5. Для рассчета электрической цепи нам необходимо использовать закон Ома, который гласит, что сила тока в электрической цепи пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению:
I = V / R,
где I - сила тока, V - напряжение, R - сопротивление.
Данная информация позволяет нам построить следующую электрическую цепь:
- от источника питания с напряжением 18 В и сопротивлением 60 Ом идет проводник к сопротивлению сопротивлением 6 Ом;
- от сопротивления сопротивлением 6 Ом идет проводник к сопротивлению сопротивлением 2 Ом;
- от сопротивления сопротивлением 2 Ом идет проводник к сопротивлению сопротивлением 4 Ом;
- от сопротивления сопротивлением 4 Ом идет проводник к сопротивлению сопротивлением 60 Ом;
- от сопротивления сопротивлением 60 Ом идет проводник с обратно в источник питания
6. Изображение электрической цепи не предоставлено. Однако, на основании предоставленных данных мы можем сказать, что в этой цепи присутствуют различные элементы, такие как источник напряжения, проводники и сопротивления различной величины. Чтобы рассчитать силу тока в разных элементах цепи, нужно знать их напряжение и сопротивление. Это поможет нам понять, как ток будет распределяться в цепи и какие элементы будут получать большую или меньшую долю напряжения. Кроме того, составление полной схемы позволит более подробно изучить электрическую цепь и дать более точные расчеты для каждого элемента.