Elektrosztatika Mekkora két egyenlő nagyságú töltés taszítja egymást 10 m távolságból 100 N nagyságú erővel? megoldás

Átírás

1 Elektrosztatika 1.1. Mekkora távolságra van egymástól az a két pontszerű test, amelynek töltése C és C, és 60 N nagyságú erővel taszítják egymást? 1.2. Mekkora két egyenlő nagyságú töltés taszítja egymást 10 m távolságból 100 N nagyságú erővel? 1.3. Mekkora erővel hat egymásra 2 m távolságból egy 10-3 C és egy 10-4 C pontszerű töltés? C és C nagyságú pontszerű töltések távolsága 10 cm. Mekkora erő hat a C nagyságú töltésre, ha azt az előbbi két töltés közötti távolság felezőpontjában helyezzük el? 1.9. Az ábrán látható Q 1 = C töltésű, rugóhoz erősített test 15 cm-t mozdul el, ha a Q 2 = C töltésű testet az A pontban rögzítjük. Ekkor a két töltés távolsága 60 cm. Számítsuk ki a rugóállandót! Az C töltést a C töltés 0,5 N erővel vonzza. Mekkora a töltések között a távolság? Két elektromosan töltött pontszerű test távolsága 1 m, töltésük C és C. Számítsuk ki, hogy a térnek melyik pontjában lesz a két töltéstől származó térerősség eredője zérus! Pontszerű töltés nagysága C. Milyen távol van tőle az a pont, amelyben a térerősség 12 N/C nagyságú? Mekkora annak a pontszerű testnek a töltése, amelytől mért 30 cm távolságban a térerősség 300 N/C nagyságú? Mekkora a térerősség abban az elektromos mezőben, amelyben egy elektron gyorsulása 2, m/s 2 nagyságú? Egymástól 12 cm-re C és C pontszerű töltést helyezünk el. Hol válik nullává a két töltés által keltett mező térerőssége?

2 1.47. Adott egy C pozitív pontszerű töltés. Milyen előjelű és mekkora töltést kell elhelyezni tőle 1 m távolságban, hogy a két töltést összekötő egyenes mentén, a megadott töltéstől 25 cm távolságban a térerősség zérus legyen? Szalaggenerátorral feltöltött, egymástól 10 cm távolságban levő párhuzamos lemezek között homogén erőtér van. Mekkora a térerősség, ha a lemezek között a feszültség 5000 V? Mekkora sebességre tesz szert két pont közötti elmozdulása közben a 9, g tömegű, -1, C töltésű, kezdetben nyugvó elektron, ha a két pont között a feszültség 5000 V? Mekkora sebességgel csapódik egy elektron a televíziókészülék képernyőjébe, ha a képcsőben a gyorsító feszültség V? Mekkora a feszültség a mező két pontja között, ha miközben az egyikből a másikba egy 10 C töltésű test kerül, az elektromos mező munkája 600 J? Mekkora a munkavégzés, ha egy 0,01 C nagyságú töltés 1000 V feszültségen halad át? Mekkora erő hat a töltésre, ha a feszültség 10 cm úton egyenletesen növekszik? Mekkora a térerősség? Mennyi munkát végez az elektrosztatikus mező, miközben a C töltés a 8 V potenciálú helyről 4 V potenciálú helyre kerül? Egy diódában az anódra érkező elektron sebessége 2, m/s. Mekkora a feszültség a katód és az anód között? Mekkora feszültség hatására gyorsul fel 10 m/s sebességre a 10-5 g tömegű, 10-8 C töltésű részecske? A 10 N/C erősségű, homogén elektromos mező két pontja között a feszültség 25 V. Mekkora erő hatása alatt mozdul el a két pont között az a töltés, melyen a mező 200 J munkát végez? Mekkora lesz a kondenzátorok eredő kapacitása, ha 1 μf és 5 μf kapacitású kondenzátorokat először párhuzamosan, majd sorba kapcsoljuk egymással? Mekkora feszültséget kell egy 16 μf-os kondenzátorra kapcsolni, hogy energiája 20 J legyen? Sorosan kapcsolunk egy 4 μf-os és egy 6μF-os kondenzátort. Mekkora töltéstől töltődik fel a rendszer 220 V-ra? Mekkora annak a kondenzátornak az elektrosztatikus energiája, amelyet 250 V-os feszültségre C töltés tölt fel? Egy 150 V-ra töltött 2 μf-os és egy 100 V-ra töltött 3 μf-os kondenzátort párhuzamosan kapcsolunk úgy, hogy az egynemű töltéseket tároló fegyverzeteket kötjük össze. Mekkora a feszültség az így kapott kondenzátor fegyverzetei között? Az egymástól d távolságra levő, egyenként A területű kondenzátorlemezek közötti teret fele-fele arányban 1, illetve 2 dielektromos állandójú szigetelőanyag tölti ki. Mekkora a kondenzátor kapacitása?

3 1.76. Ugyanaz a töltésmennyiség a C 1 = 10 μf kapacitású kondenzátoron kétszer akkora feszültséget hoz létre, mint a C 2 kapacitásún. Mekkora a C 2 kapacitás? Síkkondenzátor vízszintes fegyverzeteinek távolsága d = 1 cm, feszültsége U 1 = 1000 V. A fegyverzetek közötti légüres térben töltött olajcsepp lebeg, a lemezektől egyenlő távolságban. A feszültség hirtelen U 2 =995 V-ra csökken. Mennyi idő múlva jut az olajcsepp az alsó lemezre? Egy kondenzátor egymástól 5 cm távolságra lévő lemezei között 10 V potenciálkülönbség van, a kialakult homogén elektromos mező térerősségvektora vízszintes. a) Mennyi munkát végez a gravitációs mező a 10-3 C pozitív töltésű és 5 g tömegű golyón, amíg a golyó az egyik lemezről a másikra ér? (A golyó kezdősebessége zérus!) b) Állapítsuk meg a gravitációs és az elektromos mező munkájának arányát! Egy kondenzátor lemezei között a távolság 8 cm. A lemezek között lévő homogén elektromos mező térerősségének értéke N/C. A lemezeket 6 cm-re közelítjük egymáshoz. a) Mennyivel változott meg a lemezek közötti feszültség? b) Hogyan és miért változik a kondenzátor lemezei között a mező energiája? Mekkora feszültségre töltöttük fel az 5 μf kapacitású kondenzátort, ha kisütésekor 0,01 s ideig átlagosan 10 ma erősségű áram folyik az áramkörben? Hány db elektron halad át a vezető egy kiszemelt keresztmetszetén a kisütés alatt? Egy kondenzátor lemezei között a távolság 2 cm, a térerősség 1000 N/C. a) Mekkora lesz az elektron sebessége akkor, amikor a pozitív töltésű lemezre érkezik, ha a másik lemezről zérus kezdősebességgel indult? b) Mekkora az elektron gyorsulása? Két kondenzátort párhuzamosan kapcsolunk. Kapacitásuk értéke F, illetve F. Hány voltos feszültségre kapcsoljuk a rendszert, ha azt akarjuk, hogy C töltés halmozódjon fel? Két kondenzátort sorosan kapcsolunk. Kapacitásaik értéke F, illetve F. Mekkora feszültséget kapcsoljunk a rendszerre, ha azt akarjuk, hogy mindkét kondenzátoron 0,2 C töltés halmozódjon fel? Egy kondenzátor lemezei egymástól 5 cm távolságra vannak, a két lemez közötti feszültség 200 V, a lemezek felülete egyenként 200 cm 2. Hány erővonal indul ki a pozitív lemez felületéről?

4 Megoldások

5

6

7

8

9

10

11

12