- Проиллюстрируйте формулой закон сохранения электрического заряда.
В изолированной системе:
q_1+q_2+⋯+q_N=const;
где q_1~- заряд 1-ой частицы,
q_2~- заряд 2-ой частицы,
q_N~- заряд N-ой частицы,
N~- количество частиц, входящих в данную систему. - Что понимается в этом законе под изолированной системой частиц?
Под изолированной системой частиц в этом законе понимается система, в которую не вносятся и из которой не выносятся заряженные частицы. - Что такое точечные заряды?
Точечные заряды — это заряженные тела ни форма, ни размер которых не влияют на взаимодействие между ними. - Запишите формулу, иллюстрирующую закон Кулона.
F=\large \frac{k\cdot |q_1 |\cdot |q_2 |}{ε\cdot r^2};
где F~- сила взаимодействия двух точечных зарядов,
k~- константа, являющаяся коэффициентом пропорциональности в законе Кулона,
q_1~- величина первого точечного заряда,
q_2~- величина второго точечного заряда,
ε~- диэлектрическая проницаемость этого вещества (у вакуума ε=1, у воздуха ε≈1),
r~- расстояние между этими зарядами. - В чём измеряется электрический заряд в СИ?
Электрический заряд в СИ измеряется в Кулонах [Кл]. - Запишите формулу для напряжённости электрического поля.
E_x=\large \frac{F_x}{q};
где E_x~- напряжённость электрического поля вдоль оси \mathrm{x} в данной точке,
F_x~- сила вдоль оси \mathrm{x}, действующая на пробный заряд q, помещённый в эту точку. - В чём измеряется напряжённость электрического поля в СИ?
Напряжённость электрического поля в СИ измеряется в Ньютонах, делённых на Кулон: [\frac{Н}{Кл}]. (Или в вольтах, делённых на метр [\frac{В}{м}]; вольт это единица измерения напряжения в СИ. Про напряжение будет рассказано дальше). - Запишите формулу для напряжённости электрического поля точечного заряда.
E_r=k\cdot \large \frac{q}{ε\cdot r^2};
где E_r~- напряжённость электрического поля в данной точке, создаваемая точечным зарядом, модуль которого равен q,
k~- константа, являющаяся коэффициентом пропорциональности в законе Кулона,
r~- расстояние от этой точки до этого заряда,
ε~- диэлектрическая проницаемость этого вещества (у вакуума ε=1, у воздуха ε≈1). - Запишите три формулы, связывающие работу электростатического поля с разностью потенциалов и напряжением.
A_{12}=q\cdot (φ_1-φ_2 )=-q\cdot Δφ=q\cdot U;
где A_{12}~- работа электрического поля, которую оно совершает, действуя на заряд q, за время, за которое он движется из точки 1 в точку 2;
φ_1~- потенциал этого поля в точке 1;
φ_2~- потенциал этого поля в точке 2;
Δφ~- разность потенциалов между точками 1 и 2: Δφ=φ_2-φ_1;
U~- напряжение между точками 1 и 2. - Запишите формулу для потенциальной энергии заряда в электростатическом поле.
W=q\cdot φ;
где W~- потенциальная энергия в электростатическом поле, которой обладает заряд q в точке, в которой потенциал электростатического поля которой равен φ. - В чём измеряется потенциал электростатического поля в системе СИ?
Потенциал электростатического поля в СИ измеряется в вольтах: [В]. - В чём измеряется напряжение в системе СИ?
Напряжение в СИ измеряется в Вольтах: [В]. - Проиллюстрируйте формулой что такое потенциал электростатического поля.
φ=\large \frac{W}{q};
где φ~- потенциал данной точки электростатического поля,
W~- потенциальная энергия в электростатическом поле, которую имеет пробный заряд q, помещённый в эту точку. - Запишите формулу, связывающую напряжённость однородного электростатического поля и напряжение.
U=E\cdot d;
где U~- напряжение между точкой 1 и точкой 2, находящимися в однородном электростатическом поле,
E~- напряжённость этого поля,
d~- расстояние между точками 1 и 2 вдоль этого поля. - Запишите формулу для потенциальной энергии точечного заряда в однородном электростатическом поле.
W=q\cdot E\cdot d;
где W~- потенциальная энергия в однородном электростатическом поле, которой обладает заряд q, находящийся в точке 1,
E~- напряжённость этого поля,
d~- расстояние между точками 1 и 2 вдоль этого поля. - Запишите формулу, иллюстрирующую принцип суперпозиции электрических полей для напряжённости электрического поля.
E_x=E_{1x}+E_{2x}+...~;
где E_x~- напряжённость вдоль оси \mathrm{x} результирующего электрического поля в данной точке,
E_{1x}~- напряжённость вдоль оси \mathrm{x} электрического поля, которую бы создавал в этой точке 1-ый заряд, если бы он только один создавал электрическое поле в этой точке,
E_{2x}~- напряжённость вдоль оси \mathrm{x} электрического поля, которую бы создавал в этой точке 2-ый заряд, если бы он только один создавал электрическое поле в этой точке. - Запишите формулу, иллюстрирующую принцип суперпозиции электрических полей для потенциала электрического поля.
φ=φ_1+φ_2+...~;
где φ~- потенциал результирующего электрического поля в данной точке,
φ_1~- потенциал электрического поля, которое бы создавал в этой точке 1-ый заряд, если бы он только один создавал электрическое поле в этой точке,
φ_2~- потенциал электрического поля, которое бы создавал в этой точке 2-ый заряд, если бы он только один создавал электрическое поле в этой точке. - Проиллюстрируйте формулой, что такое электроёмкость конденсатора.
C=\large \frac{q}{U};
где C~- электроёмкость конденсатора,
q~- заряд конденсатора (заряд первой пластины конденсатора (любую пластину конденсатора можно выбрать за первую)),
U~- напряжение между первой и второй пластинами этого конденсатора. - В чём измеряется электроёмкость в СИ?
Электроёмкость в СИ измеряется в фарадах: [Ф]. - Запишите формулу, выражающую электроёмкость плоского конденсатора через его параметры.
C=\large \frac{ε\cdot ε_0\cdot S}{d};
где C~- электроёмкость плоского конденсатора,
ε~- диэлектрическая проницаемость вещества, которым заполнено пространство между пластинами,
ε_0~- электрическая постоянная,
d~- расстояние между пластинами. - Запишите формулу для заряда параллельного соединения конденсаторов.
q=q_1+q_2+...~;
где q~- заряд параллельного соединения конденсаторов (сумма зарядов правых пластин конденсаторов входящих в это соединение),
q_1~- заряд 1-го конденсатора из этого соединения,
q_2~- заряд 2-го конденсатора из этого соединения. - Запишите формулу для напряжения на параллельном соединении конденсаторов.
U=U_1=U_2=⋯~;
где U~- напряжение на параллельном соединении конденсаторов (напряжение между правыми и левыми пластинами конденсаторов входящих в это соединение),
U_1~- напряжение на 1-ом конденсаторе из этого соединения,
U_2~- напряжение на 2-ом конденсаторе из этого соединения. - Запишите формулу для электроёмкости параллельного соединения конденсаторов.
C=C_1+C_2+⋯~;
где C~- электроёмкость параллельного соединения конденсаторов,
C_1~- электроёмкость 1-го конденсатора из этого соединения,
C_2~- электроёмкость 2-го конденсатора из этого соединения. - Запишите формулу для напряжения на последовательном соединении конденсаторов.
U=U_1+U_2+⋯~;
где U~- напряжение на последовательном соединении конденсаторов, то есть напряжение между левой пластиной самого левого конденсатора и правой пластиной самого правого конденсатора,
U_1~- напряжение на 1-ом конденсаторе из этого соединения,
U_2~- напряжение на 2-ом конденсаторе из этого соединения. - Запишите формулу для заряда последовательного соединения конденсаторов.
q=q_1=q_2=⋯~;
где q~- заряд последовательного соединения конденсаторов – заряд правой пластины самого правого конденсатора,
q_1~- заряд 1-го конденсатора из этого соединения,
q_2~- заряд 2-го конденсатора из этого соединения. - Запишите формулу для электроёмкости последовательного соединения конденсаторов.
\large \frac{1}{C}\normalsize =\large \frac{1}{C_1}\normalsize +\large \frac{1}{C_2}\normalsize +⋯~;
где C~- электроёмкость последовательного соединения конденсаторов,
C_1~- электроёмкость 1-го конденсатора из этого соединения,
C_2~- электроёмкость 2-го конденсатора из этого соединения. - Запишите три формулы для энергии конденсатора.
W_C=\large \frac{q\cdot U}{2}\normalsize =\large \frac{C\cdot U^2}{2}\normalsize =\large \frac{q^2}{2\cdot C};
где W_C~- потенциальная энергия конденсатора,
q~- заряд этого конденсатора,
U~- напряжение на этом конденсаторе,
C~- электроёмкость этого конденсатора.