8 задач по физике для 10 класса по теме «Потенциал и разность потенциалов» — от простых к сложным, с ответами и подробными решениями. Решите задачу, введите ответ числом — сайт сразу проверит его. Если не получается, откройте решение: дано, формула, вычисление.
Определите электрический потенциал точки электрического поля, если заряд 2 мкКл, помещённый в эту точку, обладает потенциальной энергией 12 мкДж.
Дано: q = 2 мкКл = 2·10⁻⁶ Кл; W = 12 мкДж = 12·10⁻⁶ Дж.
Решение:
Электрический потенциал равен отношению потенциальной энергии заряда к величине этого заряда:
φ = W/q.
φ = (12·10⁻⁶)/(2·10⁻⁶) = 6 В.
Ответ: 6 В.
В точке электрического поля потенциал равен 150 В. Какую потенциальную энергию имеет заряд 4 мкКл, помещённый в эту точку?
Дано: φ = 150 В; q = 4 мкКл = 4·10⁻⁶ Кл.
Решение:
Потенциальная энергия заряда определяется формулой:
W = qφ.
W = 4·10⁻⁶ · 150 = 6·10⁻⁴ Дж.
Ответ: 0,0006 Дж.
При перемещении положительного заряда 5 мкКл из точки A в точку B электрическое поле совершило работу 0,02 мДж. Определите разность потенциалов φA − φB.
Дано: q = 5 мкКл = 5·10⁻⁶ Кл; A = 0,02 мДж = 2·10⁻⁵ Дж.
Решение:
Работа электрического поля при перемещении заряда равна:
A = q(φA − φB).
Отсюда:
φA − φB = A/q.
φA − φB = (2·10⁻⁵)/(5·10⁻⁶) = 4 В.
Ответ: 4 В.
Напряжение между двумя точками электрического поля равно 24 В. Какую работу совершит электрическое поле при перемещении заряда 3 мКл между этими точками?
Дано: U = 24 В; q = 3 мКл = 3·10⁻³ Кл.
Решение:
Работа электрического поля определяется формулой:
A = qU.
A = 3·10⁻³ · 24 = 0,072 Дж.
Ответ: 0,072 Дж.
Между пластинами плоского конденсатора расстояние 4 см, а разность потенциалов составляет 800 В. Определите напряжённость однородного электрического поля между пластинами.
Дано: U = 800 В; d = 4 см = 0,04 м.
Решение:
Напряжённость однородного электрического поля связана с напряжением и расстоянием между пластинами соотношением:
E = U/d.
E = 800/0,04 = 20 000 В/м.
Ответ: 20 000 В/м.
Точечный заряд 4 нКл находится в вакууме. Определите потенциал электрического поля на расстоянии 30 см от заряда. Электрическая постоянная в законе Кулона k = 9·10⁹ Н·м²/Кл².
Дано: q = 4 нКл = 4·10⁻⁹ Кл; r = 30 см = 0,3 м; k = 9·10⁹ Н·м²/Кл².
Решение:
Потенциал поля точечного заряда определяется формулой:
φ = kq/r.
φ = (9·10⁹ · 4·10⁻⁹)/0,3 = 36/0,3 = 120 В.
Ответ: 120 В.
В электрическом поле точечного положительного заряда потенциал на расстоянии 20 см равен 900 В. На каком расстоянии от этого заряда потенциал будет равен 300 В? Считайте, что среда не изменяется.
Дано: r₁ = 20 см = 0,2 м; φ₁ = 900 В; φ₂ = 300 В.
Решение:
Потенциал поля точечного заряда определяется формулой:
φ = kq/r.
Для двух точек одного поля:
φ₁r₁ = φ₂r₂.
Отсюда:
r₂ = φ₁r₁/φ₂.
r₂ = (900 · 0,2)/300 = 0,6 м.
Ответ: 0,6 м.
Две металлические пластины создают однородное электрическое поле. Напряжённость поля равна 5·10³ В/м, расстояние между пластинами составляет 8 см. Положительный заряд 4 мкКл перемещают из точки с потенциалом 600 В в направлении уменьшения потенциала на всё расстояние между пластинами. Определите потенциальную энергию заряда в конечной точке.
Дано: E = 5·10³ В/м; d = 8 см = 0,08 м; q = 4 мкКл = 4·10⁻⁶ Кл; φ₁ = 600 В.
Решение:
1. Определим разность потенциалов между пластинами:
U = Ed.
U = 5·10³ · 0,08 = 400 В.
2. Найдём потенциал конечной точки:
φ₂ = φ₁ − U = 600 − 400 = 200 В.
3. Потенциальная энергия заряда в конечной точке:
W₂ = qφ₂.
W₂ = 4·10⁻⁶ · 200 = 8·10⁻⁴ Дж.
Ответ: 0,0008 Дж.