1) Как изменится заряд шара заряженного положительно, если к нему прикоснуться пальцем? 2) Заряд металлического шарика равен -1,6 нКл. Сколько избыточных электронов на шарике? 3) Во сколько раз сила кулоновского взаимодействия протонов больше силы их гравитационного притяжения? (Заряд протона qp=1,6*10-19 Кл, масса протона mp=1,673*10-27 кг) 4) На заряд q=2*10-7 Кл в некоторой точке электрического поля действует сила F=0,015 Н. Определить напряженность поля в этой точке. 5) При переносе заряда в точку с потенциалом 1000 В была совершена работа А=10-5 Дж. Определите величину заряда. 6) Найти емкость конденсатора состоящего из двух круглых пластин диаметром 20 см, разделенных парафиновой прослойкой 1 мм. (ε=2,2) 7) Определите энергию конденсатора, если его заряд равен 0,03 Кл, а напряжение между обкладками составляет 1 кВ.
1) Заряд шара изменится до 0, так как прикосновение пальцем приводит к заземлению шара и разрядке.
2) Количество избыточных электронов на шарике равно q/(-e) = 1,6 нКл / 1,610^-19 Кл ≈ 110^10 электронов.
3) Сила кулоновского взаимодействия протонов равна Fc = (qp)^2 / (4πε0r^2) = (1,610^-19 Кл)^2 / (4πε0(1 fm)^2) ≈ 8,210^-10 Н. Сила гравитационного притяжения равна Fg = G(mp)^2 / r^2 = 6,6710^-11 (1,67310^-27 кг)^2 / (1 fm)^2 ≈ 8,210^-42 Н. Соотношение сил: Fc/Fg ≈ 10^32.
4) Напряженность поля E = F/q = 0,015 Н / 210^-7 Кл = 75 Н/Кл.
5) Заряд q = A / V = 10^-5 Дж / 1000 В = 10^-8 Кл.
6) Емкость конденсатора C = εε0 S / d = 2,2 8,8510^-12 Ф/м π(0,1 м)^2 / 0,001 м = 2,2 8,8510^-12 π 0,01 / 0,001 ≈ 6,1610^-11 Ф = 61,6 пФ.
7) Энергия конденсатора W = 0,5 C V^2 = 0,5 0,03 Кл (1000 В)^2 = 15 Дж.