Електрично поле. Интензитет. Силови линии
Около всеки заряд има електрично поле, чрез което той действа на другите заряди. Силовата характеристика на полето е интензитетът E: силата, с която полето действа на единичен положителен заряд. Интензитетът е вектор и се измерва в N/C (същото като V/m). Полето се изобразява със силови линии, които започват от положителните заряди и завършват в отрицателните, а там, където са по-гъсти, полето е по-силно.
Какво да запомним
- E = F/q; единица N/C = V/m.
- Интензитет на точков заряд: E = k·q/r2.
- Силовите линии излизат от + и влизат в −; по-гъсти линии означават по-силно поле.
- Еднородно поле: еднакъв интензитет навсякъде, линиите са успоредни и на равни разстояния.
- Принцип на суперпозицията: интензитетите от няколко заряда се събират векторно.
Пример
Заряд 1 nC на разстояние 0,1 m създава поле E = 9·109·10−9/0,01 = 900 N/C.
Проверете се: 15 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Коя е единицата за интензитет на електричното поле в SI?
- N/C
- C/N
- N·C
- J·C
Отговор: N/C (същото като V/m)
E = F/q, затова единицата е нютон на кулон.
Как са насочени силовите линии на електростатичното поле?
- Излизат от отрицателните и влизат в положителните заряди
- Образуват затворени окръжности около заряда
- Излизат от положителните и влизат в отрицателните заряди
- Успоредни са на повърхността на заряда
Отговор: От + към −
По договореност силовите линии започват от положителни и завършват в отрицателни заряди.
Какъв е интензитетът на полето на точков заряд 2 nC на разстояние 3 cm от него във вакуум?
- 600 N/C
- 2·102 N/C
- 6·104 N/C
- 2·104 N/C
Отговор: 2·104 N/C
E = kq/r2 = 9·109·2·10−9/(9·10−4) = 2·104 N/C.
На разстояние 0,5 m от точков заряд интензитетът е 3,6·104 N/C. Колко е зарядът?
- 1 μC
- 2 μC
- 0,5 μC
- 4 μC
Отговор: 1 μC
q = Er2/k = 3,6·104·0,25/(9·109) = 10−6 C.
Какво ускорение получава протон (m = 1,67·10−27 kg, q = 1,6·10−19 C) в еднородно поле с интензитет 1000 N/C?
- ≈ 9,6·107 m/s2
- ≈ 1,6·10−16 m/s2
- ≈ 9,6·1010 m/s2
- ≈ 1,0·10−11 m/s2
Отговор: ≈ 9,6·1010 m/s2
a = qE/m = 1,6·10−16/1,67·10−27 ≈ 9,6·1010 m/s2.
С коя формула се определя интензитетът на електричното поле?
- E = q·U
- E = F·q
- E = F/q
- E = U·d
Отговор: E = F/q
Интензитетът е силата, действаща на единичен положителен пробен заряд.
Какво показва гъстотата на силовите линии?
- посоката на тока
- температурата на средата
- масата на заряда
- големината на интензитета
Отговор: големината на интензитета
Там, където линиите са по-гъсти, полето е по-силно.
Кое поле се нарича еднородно?
- поле на точков заряд
- поле с еднакъв по големина и посока интензитет във всички точки
- поле, в което няма заряди
- поле с нулев потенциал
Отговор: поле с еднакъв по големина и посока интензитет във всички точки
Силовите линии на еднородното поле са успоредни и на равни разстояния.
Каква сила действа на електрон в поле с интензитет 5000 N/C?
- 3,2·10−23 N
- 5000 N
- 8·10−16 N
- 8·10−15 N
Отговор: 8·10−16 N
F = eE = 1,6·10−19 · 5000 = 8·10−16 N.
Заряди +q и −q са на някакво разстояние. В средата между тях всеки от тях поотделно създава интензитет E0. Какъв е общият интензитет там?
- 2E0
- 0
- E0
- 4E0
Отговор: 2E0
И двата интензитета сочат към отрицателния заряд, затова се събират.
Каква величина е интензитетът на електричното поле?
- Скаларна
- Безразмерна
- Постоянна
- Векторна
Отговор: Векторна
Интензитетът има големина и посока, т.е. е вектор.
Как са разположени силовите линии на еднородно поле?
- Успоредни, на равни разстояния
- Радиално от заряда
- Затворени окръжности
- Пресичат се
Отговор: Успоредни, на равни разстояния
В еднородно поле интензитетът е еднакъв, затова линиите са успоредни и равноотдалечени.
Как се изменя интензитетът на точков заряд, ако разстоянието до него се увеличи 2 пъти?
- Намалява 2 пъти
- Увеличава се 4 пъти
- Намалява 4 пъти
- Не се изменя
Отговор: Намалява 4 пъти
E = k·q/r2, при 2 пъти по-голямо r интензитетът е 4 пъти по-малък.
Два заряда създават в точка перпендикулярни интензитети 3000 N/C и 4000 N/C. Колко е общият интензитет?
- 7000 N/C
- 1000 N/C
- 5000 N/C
- 12 000 N/C
Отговор: 5000 N/C
Векторите се събират по Питагор: √(30002 + 40002) = 5000 N/C.
Защо две силови линии не могат да се пресичат?
- Интензитетът има една посока
- Зарядите се отблъскват
- Полето е скаларно
- Линиите са затворени
Отговор: Интензитетът има една посока
В пресечната точка интензитетът би имал две посоки, а в една точка той е единствен.