Провідники і діелектрики в електричному полі. Електроємність. Енергія електростатичного поля.

 

6A23 Процес поляризації діелектрика полягає

А) в зміщенні позитивних зарядів;

Б) в зміщенні негативних зарядів;

В) в зміщенні позитивних і негативних зарядів в одному напрямі;

Г) в зміщенні позитивних і негативних зарядів в протилежних напрямках;

Д) в зміщенні атомів і молекул.

 

6A24 Вектор поляризації записується у вигляді

А) Р=IU; Б) ; В) ; Г) Р=А/t; Д) Р= .

 

6A25 Вектор електричного зміщення або індукції електричного поля визначається формулою:

А) ; Б) ; В) D_2n=D_1n; Г) D_2n=σ₀; Д) B =μ₀·H.

 

6A26 Дипольний момент диполя визначається формулою:

А) p=mv; Б) p=ql; В) P=IU; Г) Р= ; Д) .

 

6A27 Електроємність відокремленого провідника:

А) А=ІUt; Б) Р=ІU; В) С=q/φ; Г) С=1/F; Д) Е=U/d.

 

6A28 Електроємність відокремленої сфери визначається за формулою:

А) С=q/σ; Б) С=1/F; В) Р= ; Г) С = ; Д) F=kq.

 

6A29 Електроємність плоского конденсатора С:

А) 4πε₀R; Б) εε₀S/d; В) С=q/φ; Г) F=ma; Д) p=mv.

 

6A30 Ємність послідовного з’єднання конденсаторів визначається за формулою:

 

А) , Б) , В) ,

 

Г) , Д)

 

6A31 Ємність паралельного з’єднання конденсаторів визначається за формулою:

 

А) , Б) , В) ,

 

Г) , Д) .

 

6A32 У електричному полі на електричний заряд діє сила:

А) F=ma; Б) F=evB; В) F=qE; Г) F=kq; Д) F=kx.

 

6A33 Енергія зарядженого конденсатора визначається за формулою:

А) q²/2C; Б) IU; В) U²R; Г) IUt; Д) IR.

 

6A34 Об’ємна густина енергії електричного поля (формула):

А) w=jE²; Б) w=A/v; В) w=εε₀E²/2; Г) w=P/v; Д) w=N/v.

 

6A35 Об’ємна густина енергії електричного поля (за означенням):

А) w=jE²; Б) w=W/V; В) w=Pt; Г) w=CU²/2; Д) w=q²/(2C).

Задачі першого рівня складності

 

6B1 Визначити діелектричну проникність середовища, в якому два точкові заряди 1 нКл та 20 нКл взаємодіють з силою 2·10^-7 Н на відстані 0,3 м (1/4πε₀= 9∙10⁹ H∙м²/Кл²).

А) 9; Б) 14; В) 13; Г) 10; Д) 12.

 

6B2 Два точкових заряди взаємодіють у вакуумі на відстані 1м з силою 6·10^-9 Н. Величина одного заряду дорівнює 1/9 нКл. Визначити величину другого заряду (1/4πε₀=9∙10⁹ H∙м²/Кл²).

А) 3 нКл; Б) 6 нКл; В) 5 нКл; Г) 7 нКл; Д) 10 нКл.

 

6B3 При зміні відстані між двома точковими зарядами сила взаємодії зменшилась в 9 разів. У скільки разів змінилась при цьому відстань між зарядами?

А) збільшилась у 3 рази,

Б) зменшилась у 2 рази,

В) збільшилась у 5 раз,

Г) зменшилась у 3 рази,

Д) не зміниться.

 

6B4 У скільки разів зміниться сила взаємодії між двома точковими зарядами, якщо величину кожного з них збільшити в 4 рази?

А) зменшиться у 16 разів,

Б) збільшиться у 6 разів,

В) збільшиться у 16 разів,

Г) зменшиться у 6 разів,

Д) без змін.

 

6B5 Яка напруженість однорідного електричного поля, в якому на точковий заряд 10 нКл діє сила 10 мкН?

А) 1000 В/м; Б) 2000 В/м; В) 1500 В/м; Г) 2500 В/м; Д) 3000 В/м.

 

6B6 Визначити діелектричну проникність середовища, в якому на віддалі 0,07 м від точкового заряду 49 нКл напруженість електричного поля дорівнює 2·10⁴ В/м (1/4πε₀= 9·10⁹ м/Ф).

А) 2; Б) 3,5; В) 4,5; Г) 5,5; Д) 3.

 

6B7 Знайти напруженість електричного поля в точці, яка знаходиться посередині між точковими зарядами 8·10^-9Кл і – 6·10^-9Кл Кл. Відстань між зарядами 10 см, ε=1.

А) 5·10⁴ В/м; Б) 3·10⁵ В/м; В) 1·10⁶ В/м; Г) 3·10⁷ В/м; Д) 2·10⁶ В/м.

 

6B8 Визначити напруженість електричного поля на поверхні Землі, якщо заряд Землі 5,7·10⁵ Кл, а її радіус 6371 км.

А) 154 Н/Кл; Б) 208 Н/Кл; В) 126 Н/Кл; Г) 75 Н/Кл; Д) 90 Н/Кл.

 

6B9 В електричному полі напруженістю 1000В/м знаходиться заряд 5нКл. Визначити силу, яка діє на цей заряд.

А) 5мкН; Б) 7мкН; В) 13мкН; Г) 20мкН; Д) 35мкН.

 

6B10 Яка напруженість однорідного електричного поля, в якому на точковий заряд 10нКл діє сила 10мкН?

А) 950 В/м; Б) 700 В/м; В) 500 В/м; Г) 1000 В/м; Д) 200 В/м.

 

6B11 Електрон знаходиться в однорідному електричному полі з напруженістю 200кВ/м. Який шлях пройде електрон за час 1нс, якщо його початкова швидкість дорівнює 0 (е=1,6 10^-19Кл; m=9,1 10^-31кг).

А) 1,76 см; Б) 2,6 см; В) 3,4 см; Г) 5,2 см; Д) 5,3 см.

 

6B12 Яку роботу виконує електричне поле під час переміщення позитивного заряду 20нКл з точки, потенціал якої 1000В, в точку, потенціал якої 200В?

А) 5мкДж; Б) 10мкДж; В) 12мкДж; Г) 14мкДж; Д) 16мкДж.

 

6B13 Під час переміщення заряду між точками з різницею потенціалів 400В поле виконало роботу 40мкДж. Знайти величину заряду.

А) 0,7мкКл; Б) 0,1мкКл; В) 3мкКл; Г) 7мкКл; Д) 10мкКл.

 

6B14 Поле створене точковим зарядом 1нКл. Знайти потенціал поля в точці, віддаленій від заряду на 20 см.

А) 45В; Б) 50В; В) 57В; Г) 60В; Д) 32,5В.

 

6B15 Точкові заряди =1мкКл і = 0,1мкКл знаходяться на відстані 10см один від одного. Яку роботу виконує поле, якщо другий заряд віддалиться від першого на відстань 20см?

А) 2,7мДж; Б) 3,4мДж; В) 8,7мДж; Г) 9,8мДж; Д) 4,5мДж.

 

6B16 Порошинка масою 0,1г і зарядом 10^-4Кл переміщується з точки А, потенціал якої 600В, в точку В з потенціалом 200В. Якої швидкості набуде частинка в точці В, якщо в точці А вона мала кінетичну енергію 20мДж?

А) 27,3м/с; Б) 34,6м/с; В) 21,1м/с; Г) 43,7м/с; Д) 28м/с.

 

6B17 Яка прискорююча різниця потенціалів необхідна для надання електрону швидкості 30 Мм/с? (е=1,6 10^-19Кл;

m=9,1 10^-31кг)

А) 3,5кВ; Б) 4,8кВ; В) 2,56кВ; Г) 7,3кВ; Д) 8,1кВ.

 

6B18 Порошинка із зарядом 8·10^-19Кл пройшла у вакуумі прискорюючу різницю потенціалів 3 МВ. Знайти кінетичну енергію порошинки.

А) 1,4·10^-12Дж; Б) 2,4·10^-12Дж; В) 3,4·10^-12Дж; Г) 4,4·10^-12Дж; Д) 5,4·10^-12Дж.

 

6B19 На рисунках а, б у вершинах квадрата роз­міщено чотири рівні за значенням, але різні за знаком точкові заряди. Визначити, який із про­нумерованих векторів збігається з напрямком ве­ктора напруженості в центрі квадрата.

 

А) 3; 4. Б) 1; 2. В) 2; 3. Г) 1; 4. Д) 2; 3; 4.

 

6B20 На рисунку зображено силову лінію елек­тростатичного однорідного поля. В якій точці потенціал буде найбільшим?

А) у точці А;

Б) у точці B;

В) у точці С;

Г) потенціали в усіх точках є однаковими;

Д) правильної відповіді немає.

 

6B21 На рисунках а, б зображено дві еквіпоте­нціальні поверхні з потенціалами і поля точкового заряду q, який поміс­тили в точку О. Визначити, який із пронумерова­них векторів збігається з напрямком напружено­сті поля _А в точці А для позитивного і негативного зарядів.

 

А) 3; 4. Б) 1; 2. В) 2; 3. Г) 1; 4. Д) правильної відповіді немає.

 

6B22 Металева пластинка рівномірно заряджена. Поверхнева густина заряду 10нКл/м². На малій відстані від пластини знаходиться точковий заряд q=100нКл. Знайти силу, яка діє на заряд.

А) 35мкН; Б) 43мкН; В) 36мкН; Г) 46,3мкН; Д) 56,5мкН.

 

6B23 Точковий заряд q=1мкКл знаходиться поблизу рівномірно зарядженої площини. Знайти поверхневу густину заряду, якщо відомо, що на заряд діє сила F=60мН.

А) 1,06 мкКл/м²; Б) 2 мкКл/м²; В) 3 мкКл/м²; Г) 3,2 мкКл/м²; Д) 4,1 мкКл/м².

 

6B24 Відстань між двома точковими зарядами і дорівнює 40 см. Знайти напруженість поля в точці, яка знаходиться посередині між зарядами.

А) 3кВ/м; Б) 4кВ/м; В) 5кВ/м; Г) 3,2кВ/м; Д) 2,3кВ/м.

 

6B25 На якій відстані від нескінченної рівномірно зарядженої дротини напруженість електричного поля дорівнює

3·10^-2 В/м? Лінійна густина заряду 15·10^-9Кл/м, ε=2.

А) 5,5·10³м; Б) 4,5·10²м; В) 3,2·10³м; Г) 1,5·10²м; Д) 2,1·10²м.

 

6B26 На рисунках а, б, в зображено силові лінії електростатичного поля. Визначити знак потоку вектора через замкнену поверхню в кожному з випадків.

 

А) а -+; б -–; в -0. Б) а -–; б -+; в -0. В) а -0; б -–; в -0. Г) а -–; б -–; в -0. Д) правильної відповіді немає.

 

6B27 В яких випадках (рис. а, б, в, г) потік век­тора напруженості електростатичного поля через замкнену поверхню не буде дорівнювати нулю.

 

А) а; Б) в; В) г; Г) б. Д) правильної відповіді немає.

 

6B28 Пластинкам конденсатора ємністю 5мкФ надали заряд 0,01Кл. Визначити різницю потенціалів між пластинами конденсатора.

А) 2кВ; Б) 3кВ; В) 5кВ; Г) 7кВ; Д) 10 кВ.

 

6B29 У скільки разів зміниться ємність плоского конденсатора, якщо він спочатку знаходиться в гасі, а потім в гліцерині? Діелектрична проникність гасу ε₁ = 2, а гліцерину ε₁ = 43.

А) зменшиться у 6 разів; Б) зменшиться у 3 рази;

В) збільшиться у 5 разів; Г) збільшиться у 10 разів, Д) збільшиться у 21,5 рази.

 

6B30 Плоский конденсатор складається з двох пластин площею 500 см² кожна, розташованих на відстані 3,54 мм. Простір між пластинами заповнений діелектриком з ε=4. Визначити ємність такого конденсатора

(ε₀ = 8,85·10^-12 Ф/м).

А) 500пФ; Б) 400пФ; В) 350пФ; Г) 210пФ; Д) 280пФ.

 

6B31 Конденсатор якої ємності треба під΄єднати послідовно до конденсатора ємністю 800 пФ, щоб ємність батареї була 160 пФ.

А) 300пФ; Б) 150пФ; В) 200пФ; Г) 250пФ; Д) 140мкФ.

 

6B32 У скільки разів зміниться енергія зарядженого конденсатора, якщо напругу між його пластинами збільшити в

4 рази?

А) збільшиться у 16 разів; Б) зменшиться у 16 разів;

В) збільшиться у 8 разів; Г) зменшиться у 8 разів; Д) зменшиться у 4 рази.

 

6B33 При сталій напрузі між пластинами конденсатора площу його пластин збільшили в 4 рази. У скільки разів при цьому змінилася енергія зарядженого конденсатора?

А) зменшиться у 4 рази; Б) збільшиться у 8 разів;

В) збільшиться у 4 разів; Г) зменшиться у 8 разів; Д) не зміниться.

 

6B34 При якій напруженості електричного поля об’ємна густина енергії буде рівною 4,425Дж/м³ (ε₀ = 8,85·10^-12 Ф/м,

ε = 1).

А) 1 МВ/м; Б) 3 МВ/м; В) 5 МВ/м; Г) 7 МВ/м; Д) 10 МВ/м.

 

6B35 Конденсатору електроємністю 10 пФ надали заряд 1нКл. Знайти енергію конденсатора.

А) 5·10^-6Дж; Б) 3·10^-7Дж; В) 5·10^-8Дж; Г) 3·10^-9Дж; Д) 7·10^-8Дж.

 

6B36 Як зміниться енергія від’єднаного від джерела живлення зарядженого конденсатора, якщо розсунути пластини конденсатора;

А) збільшиться;

Б) зменшиться;

В) не зміниться;

Г) спочатку збільшиться, а потім зменшиться;

Д) правильної відповіді немає.

 

6B37 Як зміниться енергія від’єднаного від джерела живлення зарядженого конденсатора, в якому діелектриком є скло, якщо вийняти діелектрик?

А) збільшиться;

Б) зменшиться;

В) не зміниться;

Г) спочатку збільшиться, а потім зменшиться;

Г) правильної відповіді немає.