Физика и астрономия · 10 клас · урок 3 от 5

Потенциал и напрежение. Еднородно поле (E = U/d)

Електричното поле извършва работа, когато премества заряд. Енергийната характеристика на полето в дадена точка е потенциалът φ, а разликата между потенциалите на две точки е напрежението U. Работата на полето при преместване на заряд q между две точки е A = qU и не зависи от пътя. В еднородно поле напрежението и интензитетът са свързани с U = E·d, където d е разстоянието по силовата линия.

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Работа на полето: A = q·U = q·(φ1 − φ2).
  • Напрежението се измерва във волтове: 1 V = 1 J/C.
  • Еднородно поле: E = U/d.
  • Потенциал на точков заряд: φ = k·q/r.
  • По еквипотенциална повърхност полето не извършва работа.

Пример

Между плочи на 2 cm с напрежение 100 V интензитетът е E = 100/0,02 = 5000 V/m.

Проверете се: 15 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. В каква единица се измерва напрежението?
    • Ампер
    • Волт
    • Ом
    • Кулон

    Отговор: Волт (V)

    Напрежението е работата на полето за единица заряд: 1 V = 1 J/C.

  2. Каква работа извършва електричното поле при преместване на заряд 2 C между точки с напрежение 12 V?
    • 6 J
    • 14 J
    • 0,17 J
    • 24 J

    Отговор: 24 J

    A = qU = 2·12 = 24 J.

  3. В еднородно поле с интензитет 500 V/m две точки са на 4 cm една от друга по една силова линия. Колко е напрежението между тях?
    • 2000 V
    • 12,5 V
    • 20 V
    • 200 V

    Отговор: 20 V

    U = Ed = 500·0,04 = 20 V.

  4. Какъв е потенциалът на полето на точков заряд 1 nC на разстояние 0,3 m от него?
    • 30 V
    • 100 V
    • 3 V
    • 10 V

    Отговор: 30 V

    φ = kq/r = 9·109·10−9/0,3 = 30 V.

  5. Прашинка с маса 10−9 kg виси неподвижно между хоризонтални плочи на разстояние 1 cm при напрежение 500 V. Какъв е зарядът ѝ? (g = 10 m/s2)
    • 2·10−11 C
    • 2·10−13 C
    • 5·10−13 C
    • 2·10−15 C

    Отговор: 2·10−13 C

    E = U/d = 5·104 V/m; qE = mg, q = 10−8/5·104 = 2·10−13 C.

  6. Какво е еквипотенциална повърхност?
    • повърхност с нулев интензитет
    • повърхността на всеки диелектрик
    • повърхност, във всички точки на която потенциалът е еднакъв
    • повърхност, по която тече ток

    Отговор: повърхност, във всички точки на която потенциалът е еднакъв

    Всички точки на еквипотенциалната повърхност имат еднакъв потенциал.

  7. Каква работа извършва полето при преместване на заряд по еквипотенциална повърхност?
    • нула
    • максимална
    • равна на qE
    • зависи от пътя

    Отговор: нула

    A = qU, а напрежението между точки с еднакъв потенциал е нула.

  8. Каква кинетична енергия придобива частица със заряд 3 μC, ускорена от покой с напрежение 200 V?
    • 600 J
    • 0,067 mJ
    • 6 mJ
    • 0,6 mJ

    Отговор: 0,6 mJ

    Ek = qU = 3·10−6 · 200 = 6·10−4 J = 0,6 mJ.

  9. Потенциалите в две точки са 120 V и 40 V. Каква работа извършва полето при преместване на заряд +0,5 C от първата към втората точка?
    • 80 J
    • 40 J
    • 160 J
    • 20 J

    Отговор: 40 J

    A = q(φ1 − φ2) = 0,5 · 80 = 40 J.

  10. Електрон се ускорява от покой с напрежение 182 V. Каква скорост придобива? (e = 1,6·10−19 C, m = 9,1·10−31 kg)
    • 6,4·1013 m/s
    • 8·106 m/s
    • 4·106 m/s
    • 3·108 m/s

    Отговор: 8·106 m/s

    eU = mv2/2, v = √(2eU/m) = √(6,4·1013) = 8·106 m/s.

  11. С коя буква се означава потенциалът?
    • U
    • E
    • C
    • φ

    Отговор: φ

    Потенциалът се означава с φ, напрежението с U, интензитетът с E.

  12. Зависи ли работата на електростатичното поле от формата на пътя?
    • Зависи от пътя
    • Не зависи
    • Зависи от времето
    • Най-голяма е по права

    Отговор: Не зависи

    Работата A = q·U зависи само от началната и крайната точка.

  13. Как е насочен интензитетът спрямо еквипотенциалните повърхности?
    • Успоредно
    • Перпендикулярно
    • Под ъгъл 45°
    • Произволно

    Отговор: Перпендикулярно

    Силовите линии винаги са перпендикулярни на еквипотенциалните повърхности.

  14. Как се изменя потенциалът по посока на силовите линии?
    • Увеличава се
    • Не се изменя
    • Става безкраен
    • Намалява

    Отговор: Намалява

    Линиите сочат от по-висок към по-нисък потенциал.

  15. На колко джаула е равен 1 електронволт (eV)?
    • 1,6·10−19 J
    • 9,1·10−31 J
    • 1 J
    • 6,25·1018 J

    Отговор: 1,6·10−19 J

    1 eV = e·1 V = 1,6·10−19 C · 1 V = 1,6·10−19 J.