Уроки 7–8 · 2 урока · П. К. Хабибуллаев, А. Бойдедаев, А. Д. Бахромов, Ж. Э. Усаров, К. Т. Суяров, М. К. Юлдашева. Физика: учебник для 8 класса общеобразовательных школ, переработанное и дополненное 3-е издание. Творческий издательско-полиграфический дом «O‘qituvchi», Ташкент, 2019
7
Решение задач
Учебник: с. 25–26
ЦельРешать задачи на напряжённость электрического поля: заряд, избыточные электроны, условия равновесия и нахождение ε.
В задачах на поле используются три основные зависимости: E = F/q (отсюда q = F/E), поле точечного заряда E = k·|q|/(ε·r²) и q = N·e для числа электронов. Если ε неизвестна, находим значение для вакуума E₀, а затем ε = E₀/E. Заряженная капелька, висящая в воздухе, находится в равновесии: направленная вверх электрическая сила qE равна силе тяжести mg, поэтому q = mg/E; в задачах принимаем g = 10 м/с². Если капелька отрицательна, вектор поля должен быть направлен вниз, чтобы сила, действующая на неё, была направлена вверх. Не забывай переводить массу в килограммы, расстояние — в метры, а заряд — в кулоны.
Примеры
На тело в поле 500 Н/Кл действует сила 1,6·10⁻¹⁵ Н. q = F : E = 1,6·10⁻¹⁵ : 500 = 3,2·10⁻¹⁸ Кл; число электронов N = q : e = 3,2·10⁻¹⁸ : 1,6·10⁻¹⁹ = 20.
Капелька с зарядом q = 8 нКл висит в поле E = 2500 Н/Кл. Её масса m = q·E : g = 8·10⁻⁹ · 2500 : 10 = 2·10⁻⁶ кг = 2 мг.
Работа в классе
Составь в тетради таблицу из двух столбцов: слева «известные величины», справа — подходящая формула (E = F/q, E = kq/r², q = Ne, mg = qE). Добавь в каждую строку по одному своему примеру.
Упражнения
1
В жидкости с ε = 2 на каком расстоянии от заряда 4 нКл напряжённость поля равна 1800 Н/Кл?
r² = k·q : (ε·E) = 9·10⁹ · 4·10⁻⁹ : (2 · 1800) = 0,01 м², r = 0,1 м = 10 см.
2
Какая сила (в микроньютонах) действует на заряд 3 мкКл в поле 200 Н/Кл?
600
3
Капелька массой 1 мг несёт заряд 20 нКл. Какая напряжённость поля (в Н/Кл) удерживает её в подвешенном состоянии? (g = 10 м/с²)
500
4
Если висящая капелька отрицательна, почему вектор поля должен быть направлен вниз?
Сила, действующая на отрицательный заряд, направлена противоположно E; чтобы сила была направлена вверх (против силы тяжести), E должен быть направлен вниз.