Практическая работа по решению задач по теме "Напряженность и потенциал"

1 курс.

Практическая работа по решению задач по теме «Напряженность и потенциал»

Цель занятия:  Закрепить знания по теме «Работа сил электростатического поля. Потенциал. Разность потенциалов», отработать и закрепить навыки в решении задач на расчет напряженности, потенциала и работы сил электрического поля.

Теоретические сведения.

              В пространстве вокруг электрически заряженного тела существует электрическое поле, представляющее собой один из видов материи. Электрическое поле обладает запасом электрической энергии, которая проявляется в виде электрических сил, действующих на находящиеся в поле заряженные тела.

Напряженность электрического поля— силовая характери­стика электрического поля, численно равная силе, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля.  .

Единица напряженности – 1Н/Кл.

            Так как электрическое поле обладает определенным запасом энергии, то оно способно совершать работу. Для характеристики энергии, запасенной в каждой точке электрического поля, введено специальное понятие — электрический потенциал.

          Электрический потенциал φ  поля в данной точке равен работе, которую могут совершить силы этого поля при перемещении единицы положительного заряда из этой точки за пределы поля. Другое определение потенциала – потенциал данной точки поля  – это отношение потенциальной энергии, которой обладает заряд, помещенный в данную точку поля, к этому заряду.

                                  φ = .            Потенциал измеряется в Вольтах (В).

Напряженность и потенциал поля, создаваемого в некоторой точке на расстоянии r от заряда можно рассчитать по формулам:

    E =        -  напряженность                      φ =     -  потенциал. 

         Разность потенциалов между двумя точками поля называется напряжением U = φ₁ – φ₂.

Задания для самостоятельного выполнения

(вы можете выбрать 3 любых задачи из БЛОКА 1 и 3 любых задачи из БЛОКА 2).

БЛОК 1.

Задача 1. Какая сила действует на заряд 10нКл, помещенный в точку, в которой напряженность электрического поля равна N кН/Кл?

Задача 2. В некоторой точке поля на заряд  N нКл действует сила 0,1N мкН. Чему равна напряженность поля в этой точке?

Задача 3. Чему равна сила, действующая на заряд  N×10 ^-7 Кл в электрическом поле с напряженностью 2 • 10² Н/Кл?

Задача 4. Сила N мН действует на заряд 10^-7 Кл. Чему равна напряженность электрического поля?

Задача 5. В некоторой точке электрического поля напряженность равна N кН/Кл, а сила действующая на заряд – 8N мН. Найдите величину заряда. Ответ дать в микрокулонах.

Задача 6. Найти напряженность поля на расстоянии 3 см от заряда N нКл.

Задача 7. Найти величину заряда, если на расстоянии 3 м от него напряженность поля, созданного этим зарядом равна N кН/Кл. Ответ дать в микрокулонах

БЛОК 2.

Задача 1. Найдите потенциал поля в точке, в которой заряд 2 нКл обладает энергией N мкДж.

Задача 2.  Найдите потенциальную энергию заряда 5N нКл в точке с потенциалом 1кВ. Ответ выразите в микроджоулях

Задача 3.  Найдите величину заряда, который обладает энергией N мкДж в точке поля с потенциалом 5 кВ.

Задача 4. Найдите потенциал поля в точке, расположенной на расстоянии 1 м от заряда N нКл.

Задача 5. Найти потенциал поля в точке на расстоянии 90 см от заряда 10N нКл.

Задача 6. Найти, на каком расстоянии от заряда N нКл находится точка с потенциалом 1000 В.

Задача 7. Найти величину заряда, который создает электрическое поле, если потенциал в точке, находящейся на расстоянии N см от заряда, равен 9 кВ.