In einem gleichmäßigen Feld der Intensität 12. Elektrisches Feld. Grafische Darstellung elektrischer Felder. Elektrostatisches Feldpotential und Spannung

Elektrisches Feld. Grafisches Bild elektrische Felder. Physikunterricht in der 11. Klasse
(ein Grundniveau von)
Lehrer: Kononova E.Yu.

Woher wissen Ladungen, dass sie ☻ anziehen müssen?☻

Langstrecken
Interagieren-
Aktion ohne
Vermittler.
Sofort.
Nähe
Interaktion
durch besondere
materielle Umgebung.
Mit endlicher Geschwindigkeit.
(höchste
mögliche Geschwindigkeit
300.000 km/s)

Nähe

Jeder aufgeladene Körper
erstellt ein gültiges Feld
an andere belastete Körper.
Elektrische und magnetische Felder
sind Sonderfälle
Elektro Magnetfeld welche
breitet sich in Form von Wellen aus.
(berechnete die Geschwindigkeit von E/M-Wellen)
Durch Erfahrung bestätigt
Existenz Elektromagnetische Wellen.

Elektrisches Feld

– Art der Materie,
Umgebung elektrische Aufladungen, Und
in der Klage zu diesen Vorwürfen zum Ausdruck gebracht.
elektrisches Feld
elektrostatisch
Wirbel
Eigenschaften:
Eine E-Mail wird erstellt. Gebühren
Je mehr E-Mails Ladung, desto stärker ist das Feld
Gültig per E-Mail. lädt mit einiger Kraft auf
Die Wirkung des Feldes wird mit der Entfernung ~ 1/r2 schwächer

Elektrische Feldstärke

Spannungen elektrisches Feld in diesem
Punkt ist das Verhältnis der wirkenden Kraft F
von der Feldseite zu einer Punkttestladung q
platziert in dieser Punkt Felder zu dieser Gebühr.
E=F/q
E= k Q/r2
+
[E]= N/Cl
Spannung hängt nicht von der Größe ab
Testladung, das ist POWER
Feldcharakteristik
-

Bild des elektrischen Feldes

Spannungslinien (Kraftlinien)
elektrisches Feld - imaginäre Linien,
die Tangenten, mit denen an jedem Punkt zusammenfallen
Vektorrichtung
Spannungen
elektrisches Feld.
Je größer das E, desto dicker die Linien
Von „+“ gehen sie raus bis „-“ kommen sie rein
Nicht überschneiden
kontinuierlich

Elektrische Felder verschiedener Objekte

Kugel
+ + +
+
+
+ +
aufgeladenes Flugzeug
+ + + +
+ + + +
_
_
+
+
- - - - - - -
_
+
_
+
Feld zweier entgegengesetzt geladener Platten

Prinzip der Feldüberlagerung

Die von mehreren erzeugte Feldstärke
Gebühren ist gleich Vektorsumme
Spannungen, Felder, die jeder von ihnen erzeugt
Ladungen: E = E1+E2 +…

Aufgaben

1)Welche Theorie – Aktionen aus der Ferne oder aus nächster Nähe
- erscheint Ihnen attraktiver? Warum?
2) Wie sollen wir das an einem bestimmten Punkt verstehen?
elektrisches Feld?
3) Wie kann ein elektrisches Feld an einem bestimmten Punkt nachgewiesen werden?
4) In welchem ​​Fall ist die Richtung der auf das Teilchen wirkenden Kraft?
Die Coulomb-Kraft ist der Richtung des Vektors entgegengesetzt
elektrische Feldstärke?
5) Mit welcher Beschleunigung bewegt sich ein Proton in einem elektrischen Feld?
mit einer Spannung von 10 kN/Cl?
(Antwort: 9,6 10. m/s2.)
6) An welchen Punkten ist die Feldstärke von zwei Punktgebühren Mit
Moduli 4 nC und 16 nC gleich Null sind? Abstand zwischen
Die Ladung beträgt 12 cm. Betrachten Sie zwei Fälle:
a) gleichnamige Anklagen;
b) Die Gebühren sind entgegengesetzt.
Fertige eine Zeichnung an.
(Antwort: a) in einem Abstand von 4 cm von der kleineren Ladung und 8 cm von
mehr; b) in einem Abstand von 12 cm von der kleineren Ladung und 24
cm von mehr.)

Aufgaben

7) An einigen Orten befinden sich zwei Ladungen gleicher Größe
Abstand voneinander. In welchem ​​Fall liegt die Spannung vor?
Punkt, der in halber Entfernung zwischen ihnen liegt
Mehr: Sind diese Gebühren gleich oder ungleich?
8) Ein gleichmäßiges Feld mit einer Intensität von 12 kN/C wurde angelegt
Punktladung +2,5 nC. Wie hoch wird die Feldstärke sein?
Punkte A, B, C, in einem Abstand von 5 cm von der Ladung entfernt
(siehe Bild)?
(Antwort: 15 kN/C – an den Punkten A und C;
AA
21 kN/Cl - am Punkt B;
D
IN
3 kN/C - am Punkt D.)
MIT
9)In einem vertikal gerichteten homogenen Strom
Auf dem Feld befindet sich ein Staubkorn mit einer Masse von 10-9 g und einer Ladung von 3,2 · 10-17 C.
Wie groß ist die Feldstärke bei der Schwerkraft des Staubkorns?
durch die Kraft des elektrischen Feldes ausgeglichen.
(Antwort: 0,3 MN/Cl.)

Zu Hause

§ 3; 4;
Sich vorbereiten auf
unabhängig
Werk Nr. 3

ELEKTRISCHE LADUNG. ELEMENTARTEILCHEN.

Elektrische Ladung Q - physikalische Größe, die die Intensität bestimmt elektromagnetische Wechselwirkung.

[q] = l Cl (Coulomb).

Atome bestehen aus Kernen und Elektronen. Der Kern enthält positiv geladene Protonen und ungeladene Neutronen. Elektronen tragen negative Ladung. Die Anzahl der Elektronen in einem Atom ist gleich der Anzahl der Protonen im Kern, sodass das Atom insgesamt neutral ist.

Anklage einer beliebigen Stelle: q = ±Ne, wobei e = 1,6*10 -19 C die elementare oder minimal mögliche Ladung (Elektronenladung) ist, N- die Anzahl der überschüssigen oder fehlenden Elektronen. IN geschlossenes System algebraische Summe Gebühren bleiben konstant:

q 1 + q 2 + … + q n = const.

Eine punktuelle elektrische Ladung ist ein geladener Körper, dessen Abmessungen um ein Vielfaches kleiner sind als der Abstand zu einem anderen elektrifizierten Körper, der mit ihm wechselwirkt.

Coulomb-Gesetz

Zwei stationäre elektrische Punktladungen im Vakuum interagieren mit Kräften, die entlang einer geraden Linie gerichtet sind, die diese Ladungen verbindet; Die Moduli dieser Kräfte sind direkt proportional zum Produkt der Ladungen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen:

Proportionalitätsfaktor

Wo ist die elektrische Konstante?

Dabei ist 12 die Kraft, die von der zweiten Ladung auf die erste wirkt, und 21 – von der ersten auf die zweite.

ELEKTRISCHES FELD. SPANNUNG

Die Tatsache der Wechselwirkung elektrischer Ladungen in einiger Entfernung kann durch das Vorhandensein eines elektrischen Feldes um sie herum erklärt werden - materielles Objekt, kontinuierlich im Raum und fähig, auf andere Ladungen einzuwirken.

Das Feld stationärer elektrischer Ladungen wird als elektrostatisch bezeichnet.

Ein Merkmal eines Feldes ist seine Intensität.

Elektrische Feldstärke an einem bestimmten Punkt ist ein Vektor, dessen Modul gleich dem Verhältnis Kraft, die auf einen Punkt wirkt, ist eine positive Ladung in der Größe dieser Ladung, und die Richtung stimmt mit der Richtung der Kraft überein.

Punktladungsfeldstärke Q auf Distanz R gleich

Prinzip der Feldüberlagerung

Die Feldstärke eines Ladungssystems ist gleich der Vektorsumme der Feldstärken aller Ladungen im System:

Die Dielektrizitätskonstante Umgebung ist gleich dem Verhältnis der Feldstärken im Vakuum und in der Materie:

Es zeigt an, wie oft die Substanz das Feld schwächt. Coulombsches Gesetz für zwei Punktladungen Q Und Q, in einiger Entfernung gelegen R in einem Medium mit Dielektrizitätskonstante:

Feldstärke in der Ferne R aus der Ladung Q gleich

POTENZIELLE ENERGIE EINES GELADENEN KÖRPERS IN EINEM HOMOGENEN ELEKTROSTATISCHEN FELD

Zwischen zwei großen Tellern aufgeladen entgegengesetzte Vorzeichen und parallel angeordnet platzieren wir eine Punktladung Q.

Da das elektrische Feld zwischen den Platten eine gleichmäßige Stärke aufweist, wirkt die Kraft an allen Punkten auf die Ladung F = qE, was funktioniert, wenn man eine Ladung über eine Distanz bewegt

Diese Arbeit hängt nicht von der Form der Flugbahn ab, also davon, wann sich die Ladung bewegt Q entlang einer beliebigen Linie L Die Arbeit wird die gleiche sein.

Arbeit elektrostatisches Feld Demnach hängt die Bewegung der Ladung nicht von der Form der Flugbahn ab, sondern wird ausschließlich durch den Anfangs- und Endzustand des Systems bestimmt. Sie ist, wie im Fall des Schwerefeldes, gleich der Änderung der potentiellen Energie, gemessen mit umgekehrtem Vorzeichen:

Aus einem Vergleich mit der vorherigen Formel wird deutlich, dass die potentielle Energie einer Ladung in einem gleichmäßigen elektrostatischen Feld gleich ist:

Potenzielle Energie hängt von der Wahl ab Nullniveau und hat daher an sich keine tiefe Bedeutung.

ELEKTROSTATISCHES FELDPOTENZIAL UND SPANNUNG

Potenzial ist ein Feld, dessen Funktion beim Bewegen von einem Punkt des Feldes zu einem anderen nicht von der Form der Flugbahn abhängt. Die Potentialfelder sind das Schwerefeld und das elektrostatische Feld.

Die vom Potentialfeld geleistete Arbeit ist gleich der Änderung der potentiellen Energie des Systems, mit umgekehrtem Vorzeichen:

Potenzial- das Verhältnis der potentiellen Energie einer Ladung im Feld zur Größe dieser Ladung:

Potenzial einheitliches Feld gleicht

Wo D- Entfernung gemessen von einem gewissen Nullpunkt aus.

Potentielle Energie der Ladungswechselwirkung Q mit Feld ist gleich .

Daher ist die Arbeit des Feldes, um eine Ladung von einem Punkt mit Potential φ 1 zu einem Punkt mit Potential φ 2 zu bewegen:

Die Größe wird Potentialdifferenz oder Spannung genannt.

Die Spannungs- oder Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten ist das Verhältnis der Arbeit, die das elektrische Feld verrichtet, um Ladung von dort zu bewegen Startpunkt zum Endwert dieser Gebühr:

[U]=1J/C=1V

FELDSTÄRKE UND POTENZIELLE UNTERSCHIED

Beim Bewegen einer Ladung Q Entlang der Intensitätslinie des elektrischen Feldes im Abstand Δ d wirkt das Feld

Denn per Definition erhalten wir:

Daher ist die elektrische Feldstärke gleich

Die elektrische Feldstärke ist also gleich der Potentialänderung bei Bewegung entlang einer Feldlinie pro Längeneinheit.

Bewegt sich eine positive Ladung in Richtung der Feldlinie, dann stimmt die Richtung der Kraft mit der Bewegungsrichtung überein und die Arbeit des Feldes ist positiv:

Dann ist die Spannung auf abnehmendes Potenzial gerichtet.

Die Spannung wird in Volt pro Meter gemessen:

[E]=1 B/m

Die Feldstärke beträgt 1 V/m, wenn die Spannung zwischen zwei Punkten einer Stromleitung, die sich im Abstand von 1 m befinden, 1 V beträgt.

ELEKTRISCHE KAPAZITÄT

Wenn wir die Ladung unabhängig messen Q, dem Körper mitgeteilt, und seinem Potenzial φ, dann können wir feststellen, dass sie direkt proportional zueinander sind:

Der Wert C charakterisiert die Fähigkeit eines Leiters, elektrische Ladung anzusammeln und wird elektrische Kapazität genannt. Die elektrische Kapazität eines Leiters hängt von seiner Größe, Form usw. ab elektrische Eigenschaften Umfeld.

Die elektrische Kapazität zweier Leiter ist das Verhältnis der Ladung eines von ihnen zur Potentialdifferenz zwischen ihnen:

Die Kapazität des Körpers ist 1 F, wenn es bei einer Ladung von 1 C ein Potential von 1 V annimmt.

KONDENSATOREN

Kondensator- zwei durch ein Dielektrikum getrennte Leiter, die der Akkumulation elektrischer Ladung dienen. Unter der Ladung eines Kondensators versteht man den Ladungsmodul einer seiner Platten oder Platten.

Die Fähigkeit eines Kondensators, Ladung zu speichern, wird durch die elektrische Kapazität charakterisiert, die dem Verhältnis der Kondensatorladung zur Spannung entspricht:

Die Kapazität eines Kondensators beträgt 1 F, wenn seine Ladung bei einer Spannung von 1 V 1 C beträgt.

Die Kapazität eines Parallelplattenkondensators ist direkt proportional zur Fläche der Platten S, Dielektrizitätskonstante Umgebung und ist umgekehrt proportional zum Abstand zwischen den Platten D:

ENERGIE EINES GELADENEN KONDENSATORS.

Genaue Experimente zeigen das W=CU 2 /2

Als q = CU, Das

Energiedichte des elektrischen Feldes

Wo V = Sd ist das Volumen, das das Feld im Kondensator einnimmt. In Anbetracht der Kapazität eines Parallelplattenkondensators

und die Spannung auf seinen Platten U=Hrsg

wir bekommen:

Beispiel. Ein Elektron, das sich in einem elektrischen Feld von Punkt 1 nach Punkt 2 bewegte, erhöhte seine Geschwindigkeit von 1000 auf 3000 km/s. Bestimmen Sie die Potenzialdifferenz zwischen den Punkten 1 und 2.

Ungefähre Verteilung der Studienzeit
1. Elektrodynamik – 41 Stunden.

1. Elektrische Wechselwirkungen – 10 Stunden.

2. Gleichstrom – 8 Stunden.

3. Magnetische Wechselwirkungen- 4 Stunden

4. Elektromagnetisches Feld – 11 Stunden.

2. Optik - 8 Stunden.

3. Die Quantenphysik- 24 Stunden

1. Quanten und Atome – 8 Stunden.

2. Atomkern und Elementarteilchen- 11 Uhr

3 Die Struktur und Entwicklung des Universums – 5 Stunden.

4. Zeitreserve – 5 Stunden.

GESAMT – 70 Stunden (68)

Tests
1. Test Nr. 1. Elektrische Wechselwirkungen.

Fragen zum Testen:


  1. Die Natur der Elektrizität.

  2. Wechselwirkung elektrischer Ladungen.

  3. Elektrisches Feld.

  4. Grafische Darstellung elektrischer Felder.

  5. Leiter in einem elektrostatischen Feld.

  6. Dielektrika in einem elektrostatischen Feld.

  7. Potenzielle Energie einer Ladung in einem elektrischen statischen Feld.

  8. Zusammenhang zwischen Potentialdifferenz und Spannung.

  9. Elektrische Kapazität eines Flachkondensators.

2. Test Nr. 2. Gleicher elektrischer Strom und magnetische Wechselwirkungen.

Fragen zum Testen:


  1. Elektrischer Strom. Aktuelle Stärke.

  2. Ohmsches Gesetz für einen Abschnitt eines Stromkreises.

  3. Konsequent und Parallelverbindungen Dirigenten.

  4. Aktuelle Arbeiten und das Joule-Lenz-Gesetz.

  5. Elektrische Stromstärke.

  6. Ohmsches Gesetz für einen vollständigen Stromkreis.

  7. Wechselwirkungen von Magneten und Strömen.

  8. Ein Magnetfeld.

  9. Amperekraft und Lorentzkraft.

  10. Magnetische Induktionslinien.
3. Test Nr. 3. Elektromagnetisches Feld.

Fragen zum Testen:


  1. Elektromagnetische Induktion.

  2. Gesetz Elektromagnetische Induktion.

  3. Lenzsche Regel.

  4. Das Phänomen der Selbstinduktion.

  5. Magnetfeldenergie.

  6. Produktion, Übertragung und Verbrauch von Elektrizität.

  7. Transformator.

  8. Elektromagnetisches Feld.

  9. Elektromagnetische Wellen.

  10. Übertragung von Informationen mittels elektromagnetischer Wellen.

4. Test Nr. 4. Optik.

Fragen zum Testen:


  1. Gesetze der geometrischen Optik.

  2. Linsen.

  3. Mit Linsen ein Bild konstruieren.

  4. Das Auge und optische Instrumente.

  5. Interferenz von Licht.

  6. Lichtbeugung.

  7. Unsichtbare Strahlen.

5. Test Nr. 5. Quanten und Atome.

Fragen zum Testen:


  1. Die Geburt der Quantentheorie.

  2. Gesetze des photoelektrischen Effekts.

  3. Die Struktur des Atoms.

  4. Bohrs Atomtheorie.

  5. Atomspektren.

  6. Laser.

  7. Welle-Teilchen-Dualität.

6. Atomkern und Elementarteilchen.

Fragen zum Testen:


  1. Atomkern.

  2. Radioaktivität.

  3. Radioaktive Umwandlungen.

  4. Kernreaktionen.

  5. Energie der Kommunikation. Massendefekt

  6. Spaltung von Urankernen.

  7. Kernreaktor.

  8. Klassifizierung von Elementarteilchen.

  9. Entdeckung des Positrons. Antiteilchen.

Aufgaben für Test Nr. 1
1. Zwei identische leitfähige Kugeln mit elektrischen Ladungen von 1,8 * 10 -8 C und -2 * 10 -9 C berührten sich aufgrund der Anziehung für einen Moment. Wie wurde die Ladung zwischen ihnen verteilt? Bestimmen Sie, mit welcher Kraft die Kugeln nach einem Kontakt in einem Abstand von 8 mm interagieren?

2. Bestimmen Sie die Stärke elektrische Wechselwirkung Elektron und Proton im Abstand von 1,0 * 10 -8 cm voneinander. Wie oft ist sie größer als die Gravitationskraft?

3. Zwei Staubkörner sind 10 cm voneinander entfernt. Wie stark wird die Wechselwirkung zwischen ihnen sein, wenn 10 Milliarden Elektronen von einem Staubkorn auf ein anderes übertragen werden?

4. Zwei Kugeln haben jeweils eine Masse von 10 g. Welche identischen Ladungen müssen diesen Kugeln verliehen werden, damit sich die Coulomb-Abstoßung ausgleicht? Erdanziehungskraft? Der Abstand zwischen den Kugeln ist im Vergleich zu ihren Radien groß.

5. Welche Ladung muss ein 0,1 mg schweres Staubteilchen haben, damit es in einem nach oben gerichteten elektrostatischen Feld der Stärke 1 kN/C „hängt“?

6. Mit welcher Beschleunigung bewegt sich ein Proton in einem elektrischen Feld von 40 kN/C?

7. Das elektrische Feld wird durch eine Punktladung von 24 nC gebildet. Bestimmen Sie, in welcher Entfernung davon der Punkt liegt, an dem die Feldstärke 15 kN/C beträgt. Welche Kraft übt das Feld zu diesem Zeitpunkt auf eine Testladung von 1,8 nC aus?

8. *Nach Bohrs Theorie bewegt sich ein Elektron in einem Wasserstoffatom auf einer Kreisbahn um den Kern. Bestimmen Sie die Feldstärke, die die Kernladung in einiger Entfernung erzeugt gleich dem Radius die erste Umlaufbahn des Elektrons, d.h. 5,3 * 10 -11 m und die Geschwindigkeit des Elektrons in dieser Umlaufbahn um den Kern.

9. *Zwei leitende Kugeln von vernachlässigbarer Größe erhielten zusammen 5*10 9 überschüssige Elektronen. Wie verteilt sich die Ladung auf den Kugeln, wenn diese im Vakuum im Abstand von 3 cm voneinander mit einer Kraft von 1,2 μN zusammenwirken? Wie viele überschüssige Elektronen hat jede Kugel?

10. *Zwei identische kleine geladene Kugeln, die sich im Vakuum im Abstand von 40 cm voneinander befinden, stoßen sich mit einer Kraft von 270 μN ab. Nachdem sie in Kontakt gebracht und wieder auf den gleichen Abstand entfernt wurden, betrug die Abstoßungskraft zwischen ihnen 360 μN. Bestimmen Sie die Ladungen der Kugeln, bevor sie sich berühren. Mit welcher Kraft werden die Kugeln nach dem Kontakt interagieren, wenn ihre Ladungen zunächst entgegengesetzte Vorzeichen hätten?

11. *Zeichnen Sie Linien der elektrischen Feldstärke, die durch zwei Punktladungen unterschiedlicher Größe gebildet werden.

A. Eine Ladung von 25 nC wurde in ein gleichmäßiges Feld mit einer Stärke von 10 kN/C nach oben gerichtet eingebracht. Ab wann wird die Feldstärke Null?

IN. Zwei positive Ladung 0,2 µC und 1,8 µC werden im Abstand von 60 cm zueinander fixiert. Wo soll die dritte Ladung platziert werden, damit die Auswirkungen darauf entstehen? Coulomb-Kräfte gegenseitig kompensiert?

MIT. An welchen Punkten ist die Feldstärke zweier Punktladungen mit den Moduli 4 nC und 16 nC gleich Null? Der Abstand zwischen den Ladungen beträgt 12 cm. Betrachten Sie zwei Fälle: a) gleichnamige Ladungen; b) Die Gebühren sind entgegengesetzt. Fertige eine Zeichnung an.

D. Ein gewisser „Wissenschaftler“ hat sich zum Ziel gesetzt, so etwas zu erreichen. Atomkerne", so dass die Coulomb-Abstoßung zwischen ihnen die Anziehungskraft genau aufhebt. Wie hoch sollte der Protonenanteil in diesen „Kernen“ sein? Was ist die minimal mögliche Masse eines solchen „Kerns“?

12. Die potentielle Energie einer Ladung von 5 nC in einem elektrischen Feld beträgt 8 μJ. Wie groß ist derzeit das Feldpotenzial?

13. An einem Feldpunkt mit einem Potential von 100 V befindet sich ein geladener Körper potenzielle Energie-0,5 µJ. Was ist seine Ladung?

14. Welche Arbeit verrichtet das Feld, wenn eine 3 nC-Ladung mit einem Potential von 50 V zu einem Punkt mit einem Potential von 250 V bewegt wird?

15. Bei der Übertragung einer Ladung von 4 nC von einem Punkt zum anderen leistete das elektrische Feld 12 μJ Arbeit. Was ist der mögliche Unterschied zwischen diesen Punkten?

16. Bei der Übertragung einer Ladung von 5 μC von Punkt 1 auf Punkt 2 mussten 31 mJ Arbeit gegen Coulomb-Liter verrichtet werden. Was ist der mögliche Unterschied zwischen den Punkten 1 und 2?

17. Elektrische Potentiale von zwei elektrische Leiter, in der Luft, sind gleich 50V und -50V. Welche Arbeit verrichtet ihr elektrisches Feld bei der Übertragung einer Ladung von 8 * 10 -4 C von einem Leiter auf einen anderen?

18. In einem gleichmäßigen elektrischen Feld liegen zwei Punkte auf derselben Feldlinie. Der Abstand zwischen den Punkten beträgt 20 cm. Wie groß ist die Spannung zwischen ihnen, wenn die Feldstärke 75 kV/m beträgt?

19. In welchem ​​Abstand von einer Ladung von 1,5 nC in Maschinenöl beträgt die Feldstärke 6 kV/m?

20*. Vergleichen Sie Potenzial und Spannung

Elektrisches Feld an den Punkten A und B, A● ● IN S● ●D

C und D (siehe Bild)
21*. Ein Elektron fliegt mit einer Geschwindigkeit von 1 km/s in ein gleichmäßiges elektrisches Feld, gerichtet entlang der Spannungslinie. Bestimmen Sie die Arbeit, die das Feld verrichtet, um ein Elektron vor ihm abzubremsen Punkt. Was ist der mögliche Unterschied zwischen Start- und Endpunkt?

22*. Beim radioaktiven Zerfall von Uransalzen werden Alphateilchen mit einer Geschwindigkeit von etwa 2 freigesetzt. 10 4 km/s. Wie groß sollte die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten des elektrischen Feldes sein, damit die α-Teilchen bei ihrer Bewegung zwischen ihnen die gleiche Geschwindigkeit erreichen?

23. Bestimmen Sie die Ladung auf der Platte eines Flachkondensators mit einer Kapazität von 0,02 μF, wenn die Feldstärke im Kondensator 320 V/cm beträgt und der Abstand zwischen den Platten 0,5 cm beträgt.

24. Die Fläche der Platten eines Glimmerkondensators beträgt 15 cm 2 und der Abstand zwischen den Platten beträgt 0,02 cm. Wie groß ist die Kapazität des Kondensators?

25 . Die Energie eines geladenen Kondensators mit einer Kapazität von 400 μF beträgt 200 J. Bestimmen Sie die Potentialdifferenz zwischen seinen Platten.

26*. Die Potentialdifferenz zwischen den Platten eines Flachkondensators beträgt 150 V. Die Fläche jedes Platins beträgt 150 cm 2 und die Ladung beträgt 5 nC. Wie groß ist der Abstand zwischen den Platten?

27*. Welche Ladung würde einem Flachkondensator mit einer Kapazität von 15 pF verliehen, wenn die Spannung zwischen den Platten 80 kV/m und der Abstand zwischen den Platten 6 mm beträgt?

28*. Wie groß ist die elektrische Feldstärke im Inneren eines flachen Luftkondensators, wenn seine Ladung 2 μC beträgt und die Plattenfläche 200 cm 2 beträgt? .

29*. Bestimmen Sie die Energie eines Flachkondensators mit einer Fläche jeder Platte von 200 cm 2 . Die dielektrische Dicke zwischen den Platten beträgt 8 mm, die Ladung auf der Platte beträgt 5 μC (ε = 6).

30. Ist es möglich, den geladenen Schulkondensator zu erhöhen, ohne seine Ladung zu ändern?

31. Mit welchem ​​Experiment lässt sich nachweisen, dass ein geladener Kondensator Energie hat?

Aufgaben für Test Nr. 2

1. Das Aufladen der Autobatterie dauerte 6 Stunden. Welche Ladung floss durch den Stromkreis, wenn der Strom 12 A betrug?

2 . Zur Herstellung eines Rheostats mit einem Widerstand von 126 Ohm wurde Nickeldraht mit einer Querschnittsfläche von 0,1 mm 2 verwendet. Wie lang ist der Draht?

3. Definieren Widerstand Leiter, wenn seine Länge 2,4 m beträgt, beträgt die Querschnittsfläche 0,4 mm 2. und der Widerstand beträgt 1,2 Ohm.

4. Eine Stromstärke von 1 mA gilt als unbedenklich für den Menschen. Wie viel Ladung fließt bei diesem Strom in 10 s? Wie viele Elektronen müssen in 1 s den Leiterquerschnitt durchlaufen, um einen solchen Strom zu erzeugen? ICH, A

5. In Abb. Abhängigkeitsdiagramme werden angezeigt

Strom gegen Spannung für drei 1,5 1

verschiedene Dirigenten. Wie ist es 1.0 2

Der Widerstand jedes Einzelnen? 0,5 3
0 10 20 30 U, B
6*. Bestimmen Sie die Stromstärke im Stromkreis, wenn die Gesamtmasse aller Elektronen, die in 0,5 s den Querschnitt des Leiters passieren, 1 ng beträgt.

7*. Ein auf eine Spannung von 150 V aufgeladener Kondensator mit einer Kapazität von 6 µF wurde in 0,001 s über einen Metalldraht entladen. Wie hoch ist der durchschnittliche Strom beim Entladen?

8*. Ein 10 m langer Nickelleiter führt einen Strom von 0,5 A. Bestimmen Sie den Querschnitt des Leiters, wenn an seinen Enden eine Spannung von 20 V anliegt.

9*. Ein Stück Nickeldraht mit einer Länge von 25 cm und einem Querschnitt von 0,1 mm 2 wurde an den Stromkreis einer Stromquelle angeschlossen, die eine Spannung von 6 V erzeugt. Welche Stromstärke stellt sich im Stromkreis ein?

10*. Die Stromstärke in der Elektrokesselspirale beträgt 4 A. Der Kessel ist an ein Netz mit einer Spannung von 220 V angeschlossen. Wie lang ist der Nichromdraht, aus dem die Kesselspirale besteht, wenn sein Querschnitt 0,1 mm beträgt? 2?

11. Vier Widerstände 5 Ohm, 10 Ohm, 4 Ohm und 6 Ohm

Der Anschluss erfolgt gemäß dem in der Abbildung gezeigten Diagramm.

Bestimmen Sie den Gesamtwiderstand

R1 R3

R4
12 Widerstände mit Widerstandswerten von 2 kOhm und 3 kOhm werden parallel geschaltet und an die Quelle angeschlossen Gleichspannung 15 V. Ermitteln Sie den Strom durch jeden der Widerstände und den Widerstand des Stromkreises.

13. Ein Funkamateur benötigt einen Widerstand mit einem Widerstand von 70 kOhm. Er fand drei Widerstände mit Widerstandswerten von 100 kOhm, 50 kOhm und 25 kOhm. Kann er den Widerstand bekommen, den er braucht? Wenn das so ist, wie? Zeichnen Sie ein Diagramm.

14. Bestimmen Sie die allgemeine Vereinbarung

um Schaltung, Bild R1 R2

Frau auf dem Bild, wenn

Alle Widerstände haben R3 R4

Widerstand 10 kOhm

15*. Aus identischen 10-Ohm-Widerständen müssen Sie einen Stromkreis mit einem Widerstand von 6 Ohm erstellen. Welche geringste Menge Hierzu sind Widerstände erforderlich. Zeichnen Sie ein Diagramm der Schaltung.

16*. Ein Ring besteht aus Draht mit einem Widerstand von 32 Ohm. An welchen Stellen des Rings müssen die Drähte angeschlossen werden, um einen Widerstand von 6 Ohm zu erhalten?

17*. Ermitteln Sie mit dem Voltmeter den Strom durch jeden der Widerstände im in der Abbildung gezeigten Stromkreis

Zeigt 110 V und R1 = 6,4 Ohm R2

R2 = 4 Ohm R3 = 12 Ohm R1

R4 = 6 Ohm R5 = 3 Ohm

R6 = 8 Ohm R7 = 20 Ohm. R3

R7 V R4 R5 R6

18. In einem Elektrogerät in 15 Minuten elektrischer Schock Eine Kraft von 2 A leistet 9 kJ Arbeit. Bestimmen Sie den Widerstand des Geräts.

19. Wie hoch ist die Spannung an einem Widerstand mit einem Widerstandswert von 360 Ohm, wenn ein elektrischer Strom in 123 Minuten eine Arbeit von 450 J verrichtet?

20. Auf der Glühbirne der Taschenlampe steht „4V, 1 W“ und auf der Glühbirne im Flur steht „220V, 49 W“. Welche Lampe ist für höheren Strom ausgelegt? Wie oft? Wie groß ist der Widerstand von Lampenwendeln im Betriebszustand?

21. Es gibt fünf Glühbirnen mit einer Nennspannung von jeweils 9 V. Drei davon haben eine berechnete Leistung von 4 W, zwei - jeweils 6 W. Wie müssen sie an ein Netz mit einer Spannung von 18 V angeschlossen werden, damit sie alle bei normaler Hitze brennen?

22. Ein Elektroofen zum Schmelzen von Metall verbraucht einen Strom von 850 A bei einer Spannung von 220 V. Wie viel Wärme wird im Ofen in 1 Minute freigesetzt?

23. Aus welchem ​​Metall besteht die Spirale des Heizelements, dessen Leistung 480 W beträgt, wenn seine Länge 15 m beträgt, der Querschnitt 0,21 mm 2 beträgt und die Netzspannung 120 V beträgt?

24. Die Elektrolokomotive fährt mit konstante Geschwindigkeit 43,2 km/h und entwickelt dabei eine durchschnittliche Zugkraft von 43,7 kN. Bestimmen Sie den Wirkungsgrad elektrischer Lokomotivmotoren, wenn diese mit einer Spannung von 1,5 kV betrieben werden und einen Strom von 380 A verbrauchen.

25. Wie lange sollte ein Nickeldraht mit einer Querschnittsfläche von 0,84 mm 2 benötigt werden, um eine 220-V-Heizung herzustellen, mit der es möglich wäre, 2 Liter Wasser in 10 Minuten mit einem Wirkungsgrad von 20 °C zum Sieden zu erhitzen? von 80 %?

26. Ein Elektroheizer bringt in 20 Minuten 3 kg Wasser zum Kochen, dessen Anfangstemperatur 10 o C beträgt. Die Stromstärke im Heizer beträgt 7 A, die Netzspannung beträgt 220 V. Welcher Teil der Energie wird von der Wird die Heizung an die Umgebung abgegeben?

27. Ein Lift, dessen Motor an ein 120-V-Netz angeschlossen ist, hebt bei einer Stromstärke von 4 A gleichmäßig eine 72 kg schwere Last. Bestimmen Sie die Hebegeschwindigkeit der Last, wenn der Wirkungsgrad des Hebevorgangs 73,5 % beträgt.

Test Nr. 3.


in einem Leiter mit dem Querschnitt P x x x x x x x

und einer von Stromleitungen magnetisch B IN

Felder IN sind in der Abbildung dargestellt. x x x x x x x

4. Gerader, horizontal aufgehängter Leiter

Auf zwei Drähten. Mittlerer Teil des Leiters, x x x x x x x

Mit einer Länge von 75 cm befindet es sich in einem gleichmäßigen horizontalen Magnetfeld mit einer Induktion von 2 Tesla

(Figur 2). Der Leiter steht senkrecht zum Vektor B. Wie soll die Richtung sein?

Strom im Leiter, sodass die Spannung in den Drähten abnimmt? Erkläre deine Antwort.

5. Im aktiven Teil eines 50 cm langen Leiters, der sich in einem Magnetfeld mit einer Induktion von 0,8 Tesla befindet,

Es fließt ein Strom von 3 A. Finden Sie die Kraft, die auf den stromdurchflossenen Leiter wirkt, wenn der Winkel zwischen den Vektoren groß ist

magnetische Induktion und Stromrichtung 30 o.

6. Ein Elektron fliegt mit hoher Geschwindigkeit unter Induktion in ein gleichmäßiges Magnetfeld IN. Elektronengeschwindigkeit

senkrecht zum Vektor gerichtet IN. Welcher Flugbahn wird das Elektron folgen? Antwort

erklären.

7. Ein Elektron bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 20 mm/s in einem gleichmäßigen Magnetfeld mit einer Induktion von 0,5 Tesla. Vektor

Die Geschwindigkeit des Elektrons steht senkrecht zum Vektor des magnetischen Induktionsfeldes. Bestimmen Sie die Stärke

Das auf das Elektron einwirkende Magnetfeld und der Radius des Kreises, entlang dem es verläuft

bewegt sich.

8. Ein Proton fliegt, nachdem es eine beschleunigende Potentialdifferenz von 900 V durchlaufen hat, in ein homogenes magnetisches

Feld mit einer Induktion von 0,3 T und bewegt sich im Kreis. Berechnen Sie den Radius des Kreises, entlang dem

Das Proton bewegt sich.

9. Bestimmen Sie die Magnetfeldinduktion in Luft in einem Abstand von 0,1 m von einer Geraden

Leiter, der einen Strom von 20 A führt.

10. Die Induktion eines Magnetfeldes, das von einem geraden Leiter mit einer Ableitung von 10 AB erzeugt wird, ist gleich

10 -5 T. In welchem ​​Abstand vom Leiter liegt der Punkt, an dem die Induktion bestimmt wird? IN?

11. Zwei parallele Leiter mit Strömen von 100 A befinden sich im Vakuum. Definieren

der Abstand zwischen den Leitern, wenn er auf deren Wechselwirkung auf einem Abschnitt des Leiters zurückzuführen ist

Bei einer Länge von 0,75 m wirkt eine Kraft von 5,0 * 10 -2 N.

12. Bestimmen Sie die Stromstärke im Leiter, wenn dieser anzieht Parallelleiter Länge

2,8 m bei einem Strom von 58 A mit einer Kraft von 3,4 * 10 -3 N. Welche Richtung haben die Ströme in beiden Leitern? Distanz

zwischen Leitern 0,12 m.

13. Eine Drahtspule mit einem Radius von 0,16 m, die zwischen den Polen eines Magneten angeordnet ist, wird von beaufschlagt

maximales mechanisches Drehmoment 1,3*10 -5 N*m. Die Stromstärke in der Windung beträgt 4 A. Bestimmen Sie die Induktion IN

Felder zwischen den Polen eines Magneten.

14. Berechnen Sie die Energie des Magnetfeldes einer Spule mit einer Induktivität von 0,5 H bei einem Strom von 2 A.

15. Ein gerader Leiter von 0,5 m Länge bewegt sich in einem Magnetfeld mit einer Geschwindigkeit von 6 m/s in einem Winkel

30 o zur Richtung des Induktionsvektors. Bestimmen Sie die Magnetfeldinduktion in einem Leiter

Es entsteht eine elektromagnetische Induktionsspannung von 3 V.

16. Die Geschwindigkeit eines horizontal fliegenden Flugzeugs beträgt 900 km/h. Finden Sie die induzierte EMK, die bei entsteht

die Enden der Flügel dieses Flugzeugs, wenn die vertikale Komponente der Induktion des Erdmagnetfeldes

beträgt 0,5 * 10-4 T und die Flügelspannweite des Flugzeugs beträgt 12,5 m.

17. Ein Rahmen mit 25 Windungen befindet sich in einem Magnetfeld. Bestimmen Sie die induzierte EMK,

erscheint beim Ändern im Rahmen magnetischer Fluss darin von 0,098 auf 0,013 Wb in 0,16 s.

18. Wie lang sollte der aktive Teil eines Leiters sein, der sich mit einer Geschwindigkeit von 10 m/s bewegt?

Magnetfeld mit einer Induktion von 0,8 Tesla senkrecht zur Flussrichtung, also im Leiter

wurde eine EMF von 8 V induziert?

19. Wie groß ist die Induktivität der Spule, wenn bei allmähliche Veränderung Strom von 5 auf 10 A für 0,1 s

entsteht Selbstinduzierte EMK, gleich 20 V?

20. Um die Richtung zu bestimmen magnetischer Meridian Es wird empfohlen, ein Glas zu verwenden

Soda, eine Prise Ammoniak NH 4 Cl, eine Schere, eine Spule aus Kupferdraht, ein kleines Zink

Teller und Kork. Wie kann ich die Aufgabe mit den aufgelisteten Elementen abschließen?

(Arbeitsrichtung: 1. Empfangen Galvanische Zelle. 2. Design „schwebend“

Elektroden". 3. Schließen Sie den Magneten mit den Elektroden...).
TEST Nr. 4


  1. Der Lichtstrahl geht von einem Diamanten mit einem Brechungsindex von 2,4 in Glas mit einem Brechungsindex von 1,5. Finden Sie den Winkel, um den der Strahl an der Grenzfläche zwischen diesen Medien von seiner ursprünglichen Richtung abweicht, wenn der Einfallswinkel 30° beträgt.

  2. Konstruieren Sie ein Bild eines Objekts in der Linse (Abb. 1,2,3,4,5). Welche Eigenschaften hat dieses Bild?

F o F F O F 2F F O F 2F

Reis. 1 Abb. 2 Abb. 3

Ö

Reis. 4 Abb. 5

3. Durch welches Gesetz wird die Entstehung eines Schattens bewiesen?

4. Wie verändert sich der Winkel zwischen einfallendem und reflektiertem Lichtstrahl, wenn der Einfallswinkel um 20° vergrößert wird?

5. Eine Person steht vor einem vertikal aufgestellten flachen Spiegel im Abstand von 2 m von seiner Ebene.

Wie groß ist der Abstand zwischen dem Bild einer Person und dem Spiegel?

6. Bestimmen Sie den Brechungsindex des Mediums, wenn ein Strahl aus der Luft in einem Winkel von 20 ° auf das Medium fällt

Horizont, wird gebrochen und verläuft darin in einem Winkel von 46 ° zum Horizont.

7. Der Brechungswinkel des Prismas beträgt 30°. Der Strahl fällt auf die Kante des Prismas senkrecht zu seiner Oberfläche und

kommt von der anderen Seite in die Luft und weicht dabei in einem Winkel von 20° von der ursprünglichen Richtung ab. Definieren

Brechungsindex von Prismenglas.

8. Bestimmen Sie, wie stark sich der Strahl entlang der Kante einer planparallelen Glasplatte der Dicke bewegt

10 cm, wenn der Einfallswinkel des Strahls 70 ° beträgt. Der Brechungsindex der Glasplatte beträgt 1,5.

9. Ein Strahl fällt in einem Winkel von 60° auf eine planparallele Platte mit einem Brechungsindex von 1,5. Was ist

Dicke der Platte, wenn sich der Strahl beim Austritt aus der Platte um 0,02 m verschoben hat?

10. In welchem ​​Abstand von einer bikonvexen Linse sollte ein Objekt platziert werden, um zu erhalten

ein um die Hälfte verkleinertes Bild? Die Brennweite des Objektivs beträgt 0,6 m.

11. Bei der Aufnahme eines 4 m langen Autos befand sich der Film in einem Abstand von 0,06 m vom Objektiv. Von was

Wie weit filmt ein Auto, wenn die Länge seines Negativbildes 0,032 m beträgt?

12. Lichtfrequenz 7,5*10 14 s -1. Welche Wellenlänge und welche Farbe entspricht dieser Frequenz in der Luft?

13. Die Wellenlänge von rotem Licht in Luft beträgt 780 nm. Bestimmen Sie die Schwingungsfrequenz.

14. Wie lange braucht Licht, um in der Luft (Vakuum) und im Wasser eine Strecke von 12 km zurückzulegen?

15. Was erklärt weiße Farbe Schnee, schwarzer Ruß, grüne Farbe Blätter, rote Farbe der Flagge?

16. Warum ist beim Transport das Gefahrensignal rot?

17. Einige Autos verfügen über zusätzliche Nebelscheinwerfer gelbe Farbe. Warum sind das so?

Erhellen die Scheinwerfer die Straße bei Nebel?

18. Was erklärt die Farben der Libellenflügel?

19. Das Wasser ist beleuchtet grünes Licht, dessen Wellenlänge in Luft 540 nm beträgt. Bestimmen Sie die Länge

Wellen und Frequenz dieses Lichts im Wasser.

20 Bei Youngs Experiment werden zwei Spalte mit gelbem Licht der Wellenlänge 600 nm beleuchtet. Beugungsmuster

erhalten auf einem Bildschirm 2 m von den Schlitzen entfernt. Der Abstand zwischen der Mitte und der Ferse

Das Maximum beträgt 15 cm. Ermitteln Sie den Abstand zwischen den Schlitzen.

21. Beugungsspektrum, erhalten von einer Glühlampe auf einem Gitter mit einer Strichzahl von 400 pro 1 mm,

wird auf die Leinwand projiziert. Wie viele Gesamtbeugungsmaxima sind auf dem Bildschirm zu beobachten?

22. Ein Beugungsgitter enthält 120 Linien pro 1 mm. Finden Sie die Wellenlänge von Monochromatik

Licht fällt auf das Gitter. Wenn der Winkel zwischen zwei Spektren erster Ordnung 8° beträgt.

23. Welche höchste Ordnung Spektrum ist zu sehen Beugungsgitter, mit 500 Schlägen

pro Millimeter, wenn es mit Licht der Wellenlänge 720 nm beleuchtet wird?

24. Zwei Personen im Speisesaal tranken zum dritten Mal Tee. Der erste gab sofort Sahne ins Glas und der andere aß sie zuerst

Zuerst und zweitens und dann Sahne zum Tee hinzufügen. Wer wird mehr trinken? heißer Tee und warum?

25. Warum ist die Temperatur in Gewächshäusern auch in Abwesenheit deutlich höher als die der Umgebungsluft?

Heizung und Düngemittel?

TEST Nr. 5.

1. Bestimmen Sie die Rotgrenze des photoelektrischen Effekts für Platin.

2. Die längste Lichtwellenlänge, bei der der photoelektrische Effekt für Kalium beobachtet wird, beträgt 6,2 * 10 -5 cm. Finden Sie die Arbeit, die Elektronen leisten, wenn sie Kalium verlassen.

3. Welches kinetische Energie Besitzen Elektronen, die bei Bestrahlung mit Licht mit einer Frequenz von 6 * 10 16 Hz von der Kupferoberfläche gerissen werden?

4. Die Elektronenaustrittsarbeit von Kupferoxid beträgt 5,15 eV. Wird der photoelektrische Effekt verursacht? UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 300 nm?

5. Ermitteln Sie die Austrittsarbeit eines Elektrons von der Oberfläche eines bestimmten Materials, wenn bei Bestrahlung dieses Materials mit gelbem Licht die Geschwindigkeit der ausgestoßenen Elektronen 0,28*10 6 m/s beträgt. Die Wellenlänge von gelbem Licht beträgt 590 nm.

6. Während des photoelektrischen Effekts von der Silberoberfläche betrug die Verzögerungsspannung 1,2 V. Berechnen Sie die Frequenz des einfallenden Lichts.

7. Was ist der Unterschied zwischen einem Atom in stationärer Zustand, von einem Atom in einem angeregten Zustand?

8. Ändert es sich? chemischer Natur Element, wenn von seinen Kernen γ-Strahlung emittiert wird?

9. Was wurde aus dem Wasserstoffisotop 1 H 3 beim β-Zerfall? Notieren Sie die Reaktion.

10. Was passiert mit dem Isotop von Uran - 237 während des β-Zerfalls? Wie verändert es sich Massenzahl neues Element? Gibt es im Periodensystem eine Verschiebung nach links oder nach rechts? Notieren Sie die Reaktion.

11. Schreiben Sie die Reaktion der direkten Umwandlung von Actinium - 227 in Francium - 223 auf. Hier findet ein α- oder β-Zerfall statt.

12. Was verwandelt sich der Kern des Uranatoms 92 U 238 nach dem α-Zerfall und zwei β-Zerfällen?

13. Als Ergebnis dessen radioaktiver Zerfall Natrium 11 Na 22 wird zu Magnesium 12 Mg 22? Notieren Sie die Reaktion.

14 Der Kern des Thoriumisotops 90 Th 232 durchläuft einen α-Zerfall und zwei β-Zerfälle sowie einen weiteren α-Zerfall. Welche Kernel erhalten Sie danach?

15. Welcher Anteil radioaktiver Atome zerfällt nach einem Zeitintervall von zwei Halbwertszeiten?

16. Es gibt 10 5 Atome radioaktives Isotop mit einer Halbwertszeit von 1,5 Stunden. Wie viele Atome davon werden in 3 Stunden ungefähr umgewandelt?

17. Wie viel Prozent der radioaktiven Jod-131-Kerne mit einer Halbwertszeit von 8 Tagen bleiben nach 16 Tagen übrig?

18. Die Halbwertszeit von Selen-75 beträgt 120 Tage. Wie viel Prozent der Atome dieses Isotops zerfallen in 840 Tagen?

19. Wie groß ist die Halbwertszeit eines radioaktiven Isotops, wenn durchschnittlich 7500 von 8000 Atomen in 12 Stunden zerfallen?

20. Die Halbwertszeit eines radioaktiven Isotops beträgt 20 Minuten. Nach welcher Zeit verbleiben 500 mg dieses Isotops in einer 4 g schweren Probe?

21. Finden Sie den Massendefekt des Kerns des Stickstoffatoms 7 N 15.

22. Wie groß ist die Bindungsenergie des Kerns des Kohlenstoffatoms 6 C 13?

23. Schreiben Sie die fehlenden Symbole in die folgenden Kernreaktionen:

1) 5V 11 + ? → 4 Be 8 + 2 He 4;

2) 4 Sei 9 + ? → 2 2 Nicht 4 + 0 P 1 ;

3) ? + 1 Н 2 → 43 Тс 99 + 0 P 1

4) 7 N 14 + 0 P 1 → ? + 2 0 P 1 ;

5) 28 Ni 62 + 1 R 1 → ? + γ;

6) 13 Al 27 + γ → 12 Mg 26 + ? .

24. Führen Sie eine Energieberechnung durch Kernreaktion und finden Sie heraus, ob bei dieser Reaktion Energie freigesetzt oder absorbiert wird:

1) 3 Li 6 + 1 R 1 → 2 Nicht 4 + 2 Nicht 3 ;

2) 4 Sei 9 + 1 H 2 → 5 B 10 + 0 P 1 .

25. Welcher Stoff kann verwendet werden? Kernreaktoren als Neutronenmoderator?