Question

Даю 100 баллов помогите 1.Два точечных заряда величиной 100 нКл и 10 нКл находятся на расстоянии r=10 см друг от друга. Вычислить потенциальную энергию системы этих зарядов. 2.Заряд переместился между двумя точками с разностью потенциалов 1 кВ, при этом поле совершило работу, равную 40 мкДж. Найдите величину заряда. 3.При перемещении заряда между точками с разностью потенциалов 1 кВ электрическое поле совершило работу 40 мкДж. Чему равен заряд? 4.Два заряда по 6 нКл находятся на расстоянии 100 см друг от друга. Какую работу надо совершить, чтобы сблизить их до расстояния 50 см? 5.Какую скорость приобретает электрон, пролетевший ускоряющую разность потенциалов 10 кВ?

Answer 1

Ответ:

1.q1=100*10^-9 Кл   q2=10*10^-9 Кл    r=0.1 м    W12=?

===

Потенциальная энергия двух взаимодействующих зарядов q1 и q2 равна:

W12=k*q1*q2/r=9*10^9*100*10^-9*10*10^-9/0.1=9*10^-5 Дж  (90 мкДж)

2.дано U=1000 В

A=40*10^-6 Дж

q- ?

1) A=q*U

q=A/U=40*10^-6/1000=40*10^-9 Кл=40 нКл

ответ     q=40 нКл

3.Значения переменных: φ1 - φ2 — разность потенциалов (φ1 - φ2 = 1 кВ = 1 * 103 В); A — совершенная полем работа (А = 40 мкДж = 40 * 10-6 Дж). Произведем расчет: q = A / (φ1 - φ2) = 40 * 10-6 / (1 * 103) = 40 нКл (40 * 10-9 Кл). Ответ: Перемещенный заряд равен 40 нКл.

4.A= kq1q2( 1/r1-1/r2)

A= 9*10^9*6*10^-9*6*10^-9  * ( 1/1- 1/0,5) = 324*10^-9* ( 1-2)= -324*10^-9 Дж

5.решение пятой задачи в файле

Объяснение:можно лучший ответ

Answer 2

Для решения этих задач воспользуемся формулами электростатики:

1. Вычисление потенциальной энергии системы зарядов:

Потенциальная энергия двух точечных зарядов можно вычислить по формуле:

$U = \frac{k |q_1 q_2|}{r},$

где

• $U$ - потенциальная энергия,
• $k$ - постоянная Кулона ($k \approx 9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2$),
• $q_1$ и $q_2$ - величины зарядов,
• $r$ - расстояние между зарядами.

В данном случае $q_1 = 100 \, \text{нКл}$, $q_2 = 10 \, \text{нКл}$, и $r = 0.1 \, \text{м} = 10 \, \text{см}$. Подставляя значения в формулу:

$U = \frac{(9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2) \cdot (100 \, \text{нКл}) \cdot (10 \, \text{нКл})}{0.1 \, \text{м}}$

Рассчитайте значение $U$.

2. Нахождение величины заряда, когда известна работа и разность потенциалов:

Работа, совершенная над зарядом при перемещении в электрическом поле, связана с разностью потенциалов и величиной заряда следующим образом:

$W = q \Delta V$

где

• $W$ - работа,
• $q$ - величина заряда,
• $\Delta V$ - разность потенциалов.

В данной задаче $\Delta V = 1 \, \text{кВ} = 1000 \, \text{В}$ и $W = 40 \, \text{мкДж} = 40 \times 10^{-6} \, \text{Дж}$. Решите уравнение для $q$.

3. Нахождение величины заряда, когда известна работа и разность потенциалов (второй вариант):

Эта задача аналогична второй, и ответ такой же: $q = \frac{W}{\Delta V}$.

4. Вычисление работы для сближения зарядов:

Работа, которую нужно совершить, чтобы сблизить два заряда, можно вычислить по формуле:

$W = \frac{k |q_1 q_2|}{r_1} - \frac{k |q_1 q_2|}{r_2},$

где

• $W$ - работа,
• $k$ - постоянная Кулона ($k \approx 9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2$),
• $q_1$ и $q_2$ - величины зарядов,
• $r_1$ - начальное расстояние между зарядами,
• $r_2$ - конечное расстояние между зарядами.

В данном случае $q_1 = q_2 = 6 \, \text{нКл}$, $r_1 = 0.1 \, \text{м} = 10 \, \text{см}$, и $r_2 = 0.05 \, \text{м} = 50 \, \text{см}$. Рассчитайте значение $W$.

5. Вычисление скорости электрона после прохождения разности потенциалов:

Для вычисления скорости электрона после прохождения разности потенциалов, можно использовать закон сохранения механической энергии. Потенциальная энергия электрона до прохождения разности потенциалов преобразуется в его кинетическую энергию. Формула для кинетической энергии:

$K = \frac{1}{2} m v^2$

где

• $K$ - кинетическая энергия,
• $m$ - масса электрона ($m \approx 9.10938356 \times 10^{-31} \, \text{кг}$),
• $v$ - скорость электрона.

Сначала вычислите начальную потенциальную энергию электрона, используя $U = q \Delta V$, где $q$ - заряд электрона ($q \approx 1.60217663 \times 10^{-19} \, \text{Кл}$), а $\Delta V$ - разность потенциалов (10 кВ). Затем уравнение для сохранения энергии будет:

$\frac{1}{2} m v^2 = q \Delta V$

Решите это уравнение для $v$