Сборник задач абитуриенту. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОСТАТИКИ. Работа электрического поля. Тема 17-2

          

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОСТАТИКИ. Работа электрического поля. Тема 17-2

17.15. Какую работу (в мкДж) совершает электростатическое поле при перемещении заряда 2 нКл из одной точки поля в другую, если разность потенциалов между ними равна 500 В?

17.16. Какая работа совершается при переносе заряда 8 мкКл из точки поля с потенциалом 20 В в другую точку с потенциалом 12 В? В ответе укажите абсолютную величину работы в мкДж.

17.17. Два заряда по 1 мкКл каждый находятся на расстоянии 50 см друг от друга. Какую работу нужно совершить, чтобы сблизить заряды до 5 см?

17.18. Заряды 0,15 мкКл и 3 нКл находятся на расстоянии 10 см друг от друга. Какую работу совершат силы поля, если второй заряд, отталкиваясь от первого, удалится от него на расстояние 10 м?

17.19. При переносе точечного заряда 10 нКл из бесконечности в точку, находящуюся на расстоянии 20 см от поверхности равномерно заряженного шара, необходимо совершить работу 0,5 мкДж. Радиус шара 4 см. Найдите потенциал на поверхности шара.

17.20. Работа по переносу заряда 130 нКл из бесконечности в некоторую точку электрического поля равна 65 мкДж. Найдите потенциал этой точки. Потенциал в бесконечности принять равным нулю.

17.21. Работа электрического поля при перемещении отрицательно заряженной частицы по направлению к закрепленной частице, заряженной положительно, равна 9 Дж. При этом частица переместилась на половину первоначального расстояния до закрепленной частицы. Какая работа совершена электрическим полем на первой половине этого пути?

17.22. Частица массой 10 мг, несущая заряд 2 нКл, движется издалека в сторону тяжелого однородно заряженного шара радиусом 10 см. Какую минимальную скорость должна иметь частица на большом расстоянии от шара, чтобы долететь до его поверхности, если заряд шара равен 1 мкКл?

17.23. Два точечных заряда по 10 нКл закреплены на расстоянии 4 см друг от друга. Посередине между зарядами помещают заряженную частицу массой 2 мг с зарядом 36 нКл и отпускают. Какую скорость приобретет частица на большом расстоянии от зарядов?

17.24. По тонкому закрепленному кольцу радиусом 6 см распределен заряд 40 нКл. В центр кольца помещают частицу с зарядом 12 нКл и массой 9 мг и отпускают. Чему будет равна скорость частицы на большом расстоянии от кольца?

17.25. Скорость заряженной частицы массой 2 г в начальной точке движения равна 0,02 м/с, а в конечной 0,1 м/с. Найдите разность потенциалов между этими точками, если заряд частицы равен 30 нКл.

17.26. Возле поверхности шара радиусом 6 см, равномерно заряженного зарядом 4 нКл, находится частица массой 3 мг с зарядом 2 нКл. Частицу освобождают. Найдите скорость (в см/с) частицы в тот момент, когда она удалится от поверхности шара на расстояние, равное его радиусу.

17.27. В трех вершинах равнобедренного прямоугольного треугольника закреплены одинаковые точечные заряды по 20 нКл каждый. Посередине гипотенузы помещают заряженную частицу массой 3 мг и зарядом 40 нКл и отпускают. Какую скорость приобретет частица на большом расстоянии от зарядов? Гипотенуза треугольника 5 см.

17.27. В двух вершинах равностороннего треугольника со стороной 12 см закреплены точечные заряды по 6 нКл каждый, а в третьей вершине находится частица массой 6 мг, несущая заряд −30 нКл. Частицу отпускают, и она приходит в движение. Чему равна скорость частицы в тот момент, когда она находится точно между зарядами?

17.28. По тонкому кольцу радиусом 4 см равномерно распределен заряд 50 нКл. На оси кольца на расстоянии 3 см от его центра помещают частицу с зарядом −18 нКл и массой 1 мг и отпускают. Найдите скорость частицы в тот момент, когда она будет пролетать через центр кольца.

17.29. Два электрона движутся под действием сил электростатического отталкивания. Какую скорость они будут иметь на бесконечно большом расстоянии, если в начальный момент электроны находились на расстоянии 1 см друг от друга и имели скорость равную нулю?

17.30. Два электрона, находившиеся на бесконечно большом расстоянии один от другого, начинают двигаться навстречу друг другу с одинаковыми скоростями 1 км/с. Определить, на какое наименьшее расстояние сблизятся электроны.

17.31. Маленький шарик массой 1 г, которому сообщили заряд 0,15 мкКл, брошен издалека со скоростью 1 м/с в сферу, заряженную зарядом 0,3 мкКл. При каком минимальном значении радиуса сферы шарик достигнет ее поверхности?

17.32. Какую работу A необходимо совершить для того, чтобы слить 1000 одинаковых сферических капелек воды радиусом 2,5 × 10−4 см и зарядом 0,80 × 10−14 Кл в одну сферическую каплю?

17.33. Глобус радиусом 10 см внесен в однородное электрическое поле напряженностью 80 В/м, направленное вдоль оси глобуса от его Южного полюса к Северному. Определите работу A, которую необходимо совершить для переноса заряда 40 мКл из точки на глобусе, соответствующей Минску (54° с. ш.), в точку, соответствующую Санкт-Петербургу (60° с. ш.).