с физикой Работа электрического поля по перемещению зарядов.
Вычислим работу однородного электрического поля по перемещению положительного заряда из одной точки поля в другую.
A=FS F =Eq
A=F
A=Eq - Формула для вычисления работы электрического поля по перемещению заряда.
А [Дж] – работа.
Е - напряжённость.
q [Кл] – заряд.
[м] – расстояние, на которое перемещается заряд (или расстояние между точками в электрическом поле).
Свойства.
I. Работа положительна А>0, если положительный заряд перемещается от «+» к «-».
II. Работа отрицательна А<0, если положительный заряд перемещается от «-» к «+».
III. Работа равна А=0, если заряд перемещается перпендикулярно силовым линиям.
IV. Работа равна А=0, если заряд перемещается по замкнутой траектории.
Используя свойства выполнить задание 1:
Зарисовать рисунок и у каждого из 5 заданий поставить соответствующий знак
Задание: 1
А
А
А
А
А1-2-3-4-1
Потенциал. Напряжение.
Энергетической характеристикой электрического поля является величина, называемая потенциалом.
(фи) [В] Вольт
Потенциал – это величина, равная отношению потенциальной энергии электрического поля заряда к величине этого заряда.
Скалярная величина.
Но! Практическое значение имеет ни сам потенциал, а разность потенциалов, которую в быту называют «напряжением».
- напряжение.
- формула связи напряженности и напряжения.
Физический смысл напряжения.
Напряжение – это физическая величина равная отношению работы поля по перемещению заряда из одной точки поля в другую, к величине этого заряда.
Решение задач:
1. Какую работу необходимо совершить по перемещению заряда 1 нКл, из точки с потенциалом 560В в точку с потенциалом 800В?
Дано:
q=1нКл
=560 В
=800 В
Си
1*10 Кл
Решение:
А=q( - )=1*10 (560-800)=-240*10 =24*10 Дж
А-? ответ: А=24*10 Дж
2. При перемещении заряда в электрическом поле при разности потенциалов 3 кВ, совершена работа 1 Дж. Рассчитайте величину этого заряда.
Дано:
u=1 кВ
А=1 Дж Си
3*10³В
Решение:
q-? ответ: q=
3. Каково напряжение между двумя параллельными пластинами, если расстояние между ними 0,5 мм, а напряжённость электрического поля 20 кВ/м?
Дано:
мм
Е=20 кВ/м Си
0,5*10 м
20*10 В/м
Решение:
u-? ответ: u=10В
Вопросы для самоконтроля:
1. Запишите формулу для расчета работы электрического поля по перемещению заряда из одной точки поля в другую (назовите каждый параметр и единицы измерения)
2. Запишите 4 свойства и выполните задание 1
3. Запишите формулу для расчета напряжения(назовите каждый параметр и единицы измерения)
Объяснение:
№1
P = IU = I²R
P1/P2 = ( ( 2I )²( R/4 ) )/( I²R ) = ( I²R )/( I²R ) = 1
№2
η = Рпол./Рзат. * 100%
η = ( I2U2 )/( I1U1 ) 100%
I1 = ( I2U2 )/( ηU1 ) 100%
I1 = ( 9 * 22 )/( 90% * 220 ) 100% = 1 A
№3
λ = Тv
λ = 2π√( LCоб. )v
λ = 2π√( L( C1 + C2 ) )v
λ = 2 * 3,14 √( 10 * 10^-3 ( 360 * 10^-12 + 40 * 10^-12 ) ) 3 * 10^8 = 2 * 3,14 √( 10^-2 ( ( 36 + 4 ) 10^-11 ) 3 * 10^8 = 3768 м
№4
WC( max ) = ( CU( max )² )/2
WL( max ) = ( LI( max )² )/2
W = WC( max ) = WL( max )
( CU( max )² )/2 = ( LI( max )² )/2
CU( max )² = LI( max )²
С = ( LI( max )² )/( U( max )² )
W = WC + WL
W = ( CU² )/2 + ( LI² )/2
( CU( max )² )/2 = ( CU² )/2 + ( LI² )/2
CU( max )² = CU² + LI²
LI( max )² = ( LI( max )²U² )/U( max )² + LI²
LI( max )² = L ( I( max )²U² )/U( max )² + I² )
I( max )² = ( I( max )²U² )/U( max )² + I²
Подставим численные данные и решим уравнение
( 5 * 10^-3 )² = ( ( 5 * 10^-3 )²U²/2² ) + ( 3 * 10^-3 )²
2,5 * 10^-5 = 6,25 * 10^-6U² + 9 * 10^-6
( 25 - 9 ) 10^-6 = 6,25 * 10^-6U²
16 = 6,25U²
U = √( 16/6,25 ) = 1,6 B
*** Аналог задачи 1
Тело свободно падает с высоты 30 м из состояния покоя. Определите время, за которое тело проходит первые 2 метра своего пути и скорость тела в момент удара о землю.
Дано:
Найти:
1)
2)
Решение:
1) воспользуемся формулой «уравнение движения»
В итоге:
В вашем случае ответ получится чуть меньше и будет напоминать год окончания II-ой Мировой Войны.
2) воспользуемся «безвременнóй формулой»
В вашем случае ответ получится чуть больше и будет больше приведённого в аналоге на число, равное номеру века.
*** Аналог задачи 2
На первое тело массой 3 кг и на второе, масса которого в 4 раза больше, действует одна и та же постоянная сила 12Н. Определите ускорение для первого и второго тела, с которыми движутся эти тела.
Дано:
Найти:
Решение:
По Второму Закону Ньютона:
В нашем случае:
В вашем случае ответы получится такими, что их произведение будет равно 4.5 .
*** Аналог задачи 3
Определите ускорение конца часовой стрелки Кремлёвских курантов, если её конец движется со скорость 4*10^(-4) м/c.
Дано:
Часовая стрелка, далее обозначается, как H (hours arrow) ;
Найти:
Решение:
Часовая стрелка движется равномерно, а значит у неё нет тангенциального ускорения. Всё её ускорение – это нормальное или центростремительное ускорение:
Часовая стрелка проходит полный круг за 12 часов. T = 12 ч = 43200 с.
(микрометры и нанометры на секунду в квадрате)
В вашем случае ответ получится около десяти, будучи выраженным в мм/с² .
*** Аналог задачи 4
Тело, падающие на поверхность земли на высоте 2,9м имело скорость 8м/с. С какой скоростью тело упадёт на землю? Сопротивлением воздуха пренебречь.
Дано:
Найти:
Решение:
Воспользуемся «безвременнóй формулой»
В вашем случае ответ получится числом, которое означает количнство дней в английском слове fortnight.