до какого потенциала можно зарядить находящийся в воздухе металлический шар радиусом 10 см

Определить потенциал шара радиусом 10 см, находящегося в вакууме

Условие задачи:

Определить потенциал шара радиусом 10 см, находящегося в вакууме, если на расстоянии 1 м от его поверхности потенциал равен 20 В.

Задача №6.3.6 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

\(R=10\) см, \(l=1\) м, \(\varphi_1=20\) В, \(\varphi_0-?\)

Решение задачи:

Таким же образом, потенциал шара \(\varphi_1\) на расстоянии \(l\) от поверхности шара (потенциал в точке B) можно найти по формуле:

Поделим (1) на (2), тогда:

Решение задачи в общем виде выглядит так:

Посчитаем численный ответ:

Ответ: 0,22 кВ.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Если к шару добавить заряд q находящийся на расстоянии d,то расстояние для потенциала создаваемого зарядом для шара будет до его центра(R+s) или до его поверхности(s)?

До центра, если я Вас верно понял.

Очень непонятно изъясняетесь, возникает куча вопросов.
Вы пишите: “если к шару добавить заряд q находящийся на расстоянии d”, что Вы имеете ввиду? Вы сообщаете заряд шару или у вас существует заряд q, находящийся отдельно? Из дальнейшего я думаю, что второе, ладно.

Далее: “для потенциала создаваемого зарядом для шара”. Вообще, заряд создает поле, в каждой точке которого, можно найти такую величину, как потенциал. Если Вы находите этот потенциал, чтобы потом вычислить энергию взаимодействия заряда и шара, то правильным будет брать расстояние до центра.

Заряд находится отдельно на этом расстоянии d. Тут именно нужно узнать потенциал шара,который будет складываться из потенциала поля шара и потенциала поля этого заряда. Если с потенциалом шара все ясно, то с потенциалом поля точечного заряда нет, т. к. непонятно расстояние для вычисления этого потенциала надо брать расстояние от заряда до поверхности шара или же до центра шара.

Источник

Напряженность поля. Работа сил электрического поля. Потенциал

2. Могут ли силовые линии электростатического поля быть замкнутыми?

Иногда говорят, что силовые линии — это траектории, по которым двигался бы в поле точечный положительный заряд, если его, внеся в это поле, предоставить самому себе. Правильно ли это утверждение?

Четыре одноименных заряда q расположены в вершинах квадрата со стороной a. Какова будет напряженность поля на расстоянии 2a от центра квадрата: 1) на продолжении диагонали; 2) на прямой, проходящей через центр квадрата и параллельной сторонам?

На рисунках а, б и в показаны картины силовых линий трех электрических полей. Как будет вести себя незаряженный шарик, помещенный в каждое из полей?

Имеются два точечных заряженных тела с зарядами -q и +Q и массами m и M соответственно. На каком расстоянии d друг от друга должны быть расположены заряды, чтобы во внешнем однородном электрическом поле с напряженностью E, направленном вдоль прямой, проходящей через заряды, они ускорялись как одно целое (т. е. не изменяя взаимного расположения)?

Какую работу нужно совершить для того, чтобы переместить заряд q из точки A в точку B в поле двух точечных зарядов q₁ и q₂?

Вблизи Земли напряженность электрического поля около 130 В/м. Можно ли использовать напряжение между точками, отстоящими по вертикали на 1 м друг от друга, для питания электрической лампочки? Дайте объяснение.

Найти заряд Земли и электрический потенциал поверхности, если радиус R = 6400 км.

Два металлических шарика радиусом r с зарядами q на каждом расположены на расстоянии a друг от друга и на очень больших равных расстояниях от Земли. Первый шар заземляют и заземляющий проводник убирают. Затем такую же процедуру проделывают со вторым шариком. После этого снова заземляют первый шар и т. д. Каким будет отношение зарядов шаров после n заземлений второго шара?

Электрон, двигавшийся со скоростью 5·10 6 м/с, влетает в параллельное его движению электрическое поле напряженностью 1·10 3 В/м.

1. Какое расстояние пройдет электрон в этом поле до момента остановки и сколько времени ему для этого потребуется?

2. Какую долю своей первоначальной кинетической энергии потеряет электрон, двигаясь в этом поле, если электрическое поле обрывается на расстоянии 0,8 см пути электрона?

С какой скоростью достигают анода электронной лампы электроны, испускаемые катодом, если напряжение между катодом и анодом равно 200 В? Начальной скоростью электронов можно пренебречь.

Плоский конденсатор, пластины которого велики по сравнению с расстоянием между ними, присоединен к источнику постоянного напряжения. Изменится ли напряженность электрического поля внутри конденсатора, если заполнить пространство между обкладками диэлектриком? Рассмотреть два случая: а) источник остается включенным, б) источник отключен.

В плоском конденсаторе, помещенном в вакууме, взвешена заряженная капелька ртути. Расстояние между пластинами конденсатора d = 1 см, приложенная разность потенциалов U₁ = 1000 В. Внезапно разность потенциалов падает до U₂ = 995 В. Через какое время капелька достигнет нижней пластины, если она первоначально находилась посередине конденсатора?

Между двумя вертикальными пластинами, находящимися на расстоянии d = 2 см друг от друга, висит заряженный бузиновый шарик массой m = 0,1 г. После того как на пластины была подана разность потенциалов U = 1000 В, нить с шариком отклонилась на угол α = 5° Найти заряд шарика q.

Электрическое поле образовано двумя параллельными пластинами, находящимися на расстоянии d = 2 см друг от друга; разность потенциалов между ними U = 120 В. Какую скорость получил электрон под действием поля, пройдя по силовой линии расстояние l = 3 мм? Начальная скорость электрона равна нулю.

Электрон вылетает из точки, потенциал которой φ = 600 В, со скоростью v = 12·10 6 м/с в направлении силовых линий поля. Определить потенциал точки, дойдя до которой, электрон остановится.

Электрон влетает со скоростью v₀ в пространство между пластинами плоского конденсатора под углом α к плоскости пластин через отверстие в нижней пластине.

Расстояние между пластинами d, разность потенциалов U. Какую кривую опишет электрон при своем движении? На сколько приблизится он к верхней пластине? Силой тяжести пренебречь.

Движущийся электрон в некоторый момент времени зафиксирован в середине плоского конденсатора, заряженного до 100 В. Определить изменение кинетической энергии электрона в конденсаторе к моменту, когда электрон находится у поверхности пластины. Изменится ли при этом энергия конденсатора? Начальное и конечное положения электрона находятся далеко от краев пластины.

Протон и α-частица, двигаясь с одинаковой скоростью, влетают в плоский конденсатор параллельно пластинам. Во сколько раз отклонение протона полем конденсатора будет больше отклонения а-частицы?

В плоский конденсатор длиной l = 5 см влетает электрон под углом α = 15° к пластинам. Энергия электрона W = 1500 эВ. Расстояние между пластинами d = 1 см. Определить величину напряжения на конденсаторе U, при котором электрон при выходе из пластин будет двигаться параллельно им.

Электрон влетает в плоский горизонтальный конденсатор параллельно его пластинам со скоростью v = 10 7 м/с. Напряженность поля в конденсаторе Е = 100 В/см, длина конденсатора l = 5 см. Найти величину и направление скорости электрона перед вылетом его из конденсатора.

Поток электронов, получивших свою скорость под действием напряжения, равного U₁ = 5000 В, влетает в середину между пластинками плоского конденсатора параллельно им. Какое самое меньшее напряжение U₂ нужно приложить к конденсатору, чтобы электроны не вылетали из него, если размеры конденсатора таковы: длина конденсатора l = 5 см; расстояние между пластинками d = 1 см?

Электрон влетает параллельно пластинам в плоский конденсатор, поле в котором Е = 60 В/см. Найти изменение модуля скорости электрона к моменту вылета его из конденсатора, если начальная скорость v₀ = 2·10 7 м/с, а длина пластины конденсатора l = 6 см.

Два электрона находятся на бесконечно большом расстоянии один от другого, причем один электрон вначале покоится, а другой имеет скорость v, направленную к центру первого. Масса электрона m, заряд e. Определить наименьшее расстояние, на которое они сблизятся.

Четыре одноименных точечных заряда величиной q были расположены вдоль одной прямой на расстоянии r друг от друга. Какую работу надо совершить, чтобы поместить их в вершинах тетраэдра с ребром, равным r?

Металлическое кольцо радиусом R имеет заряд q. Чему равны напряженность поля и потенциал: а) в центре кольца; б) на расстоянии a от центра вдоль оси, перпендикулярной к плоскости кольца?

С какой скоростью пролетит электрон, втягиваемый в кольцо, заряженное положительно и с линейной плотностью γ, через центр кольца? Электрон находился в бесконечности.

Проводящий шар B находится в электрическом поле шара A. Является ли при этом поверхность шара B эквипотенциальной поверхностью?

Чему равны напряженность поля и потенциал внутри заряженного шарового проводника?

Внутрь полой проводящей незаряженной сферы помещен шарик с зарядом +Q.

1. Как распределятся индуцированные заряды на сфере?

2. Нарисовать примерную картину силовых линий электрического поля внутри и вне сферы.

3. Будет ли заряд +Q действовать на заряженный шарик, находящийся вне сферы? Разобрать подробнее, что при этом происходит.

4. Как изменится распределение зарядов, если сферу соединить с Землей?

Заряд Q равномерно распределен по объему шара радиусом R из непроводящего материала. Найти напряженность поля на расстоянии r от центра; построить график зависимости E от r. Диэлектрическая проницаемость ε = 1.

Имеется непроводящая оболочка сферической формы с одинаковой объемной плотностью заряда.

Изобразите на графике зависимость E(r).

Металлический заряженный шар помещен в центре толстого сферического слоя, изготовленного: а) из металла; б) из диэлектрика с проницаемостью ε = 2.

1. Нарисовать картины силовых линий внутри и вне сферического слоя.

2. Начертить графики зависимости напряженности поля и потенциала от расстояния до центра сферы.

Внутри полой тонкостенной сферы радиусом R находится сфера радиусом r. Сфере радиусом R сообщается заряд Q, а сфере радиусом r— заряд q. Определить потенциалы поверхностей сфер.

Металлический шар радиусом R₁ заряженный до потенциала φ, окружают сферической проводящей оболочкой радиусом R₂. Как изменится потенциал шара после того, как он будет на короткое время соединен проводником с оболочкой?

Металлический шар радиусом R₁, заряженный до потенциала φ, окружают концентрической сферической проводящей оболочкой радиусом R₂. Чему станет равен потенциал шара, если заземлить внешнюю оболочку?

Двум металлическим шарам с радиусами r₁ и r₂, соединенным длинным тонким проводником, сообщен заряд Q. Затем шар радиусом r₁ помещают внутрь металлической заземленной сферы радиусом R = 3r₁.

Какое количество электричества перейдет при этом по соединительному проводнику?

Из трех концентрических очень тонких металлических сфер с радиусами r₁, r₂ и r₃ крайние заземлены, а средней сообщен заряд q. Найти напряженность электрического поля во всех точках пространства. Сферы находятся в вакууме.

На шарик радиусом R = 10 см падает пучок электронов. Какой заряд можно накопить таким способом на шарике, если электрическая прочность воздуха при нормальном атмосферном давлении равна 3·10 6 В/м?

В закрепленном полом металлическом шаре радиусом R проделано очень маленькое отверстие. Заряд шара равен Q. Точечный заряд q с массой m летит по прямой, проходящей через центры сферы и отверстия, имея на очень большом расстоянии от сферы скорость v₀. Какой будет скорость v этого точечного заряда внутри сферы?

Внутренняя поверхность сферического конденсатора, емкость которого C, эмиттирует (испускает) n электронов в секунду. Через время t после начала эмиссии заряд на конденсаторе перестанет возрастать. Найти начальную кинетическую энергию электронов, испускаемых поверхностью.

Начертить приблизительный вид эквипотенциальных поверхностей и силовых линий поля, возникающего между заряженным металлическим шариком и заземленным металлическим листом.

На расстоянии r от центра изолированного металлического незаряженного шара находится точечный заряд q. Определить потенциал шара.

Источник

Металлический шар радиусом R заряжен равномерно с поверхностной плотностью .

👉 Как получить работу? Ответ: Напишите мне в whatsapp и я вышлю вам форму оплаты, после оплаты вышлю решение.

➕ Как снизить цену? Ответ: Соберите как можно больше задач, чем больше тем дешевле, например от 10 задач цена снижается до 50 руб.

➕ Вы можете помочь с разными работами? Ответ: Да! Если вы не нашли готовую работу, я смогу вам помочь в срок 1-3 дня, присылайте работы в whatsapp и я их изучу и помогу вам.

⚡ Условие + 37% решения:

Готовые задачи по физике которые сегодня купили:

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Источник

Примеры решения задач по теме «Потенциальная энергия электростатического поля. Разность потенциалов»

Задача 4. В центр незаряженной металлической сферической оболочки с внутренним радиусом R₁ и внешним радиусом R₂ помещают заряд q (рис. 14.36, а). Определите напряжённость и потенциал поля как функции расстояния от центра сферы.

Р е ш е н и е. Если заряд находится в центре, на внутренней поверхности металлической оболочки индуцируется заряд противоположного знака, а на внешней — того же знака, что и заряд q. При этом сумма индуцированных зарядов равна нулю (закон сохранения заряда).

Силовые линии поля начинаются на заряде q и заканчиваются на внутренней поверхности оболочки, а затем опять начинаются на внешней поверхности оболочки. Напряжённость электрического поля внутри проводника равна нулю. Картина силовых линий поля данной системы аналогична картине силовых линий поля точечного заряда за исключением области, занимаемой оболочкой. Здесь силовые линии терпят разрыв.

На рисунке 14.36, б изображена зависимость напряжённости Е(r).

На рисунке 14.36, в изображена зависимость потенциала φ(r).

Р е ш е н и е. После заземления шарика в системе будет происходить перетекание заряда до тех пор, пока потенциал шарика не станет равным нулю.

Запишем выражение для потенциала оболочки и подставим в него выражение для заряда q_x шарика:

Источник