|
Въпроси
 1. Какъв е знакът на работата, която извършват електричните сили при преместване на положителен заряд по посока на една силова линия?
Отговор.
-
Електричната сила, която действа на положителен електричен заряд, съвпада по посока с посоката на силовата линия. Затова при преместване на заряда по линията работата на силата е положителна.
2. Какъв е знакът на работата, която извършват електричните сили при преместване на отрицателен заряд по посока, обратна на посоката на една силова линия?
Отговор.
-
Електричната сила, която действа на отрицателен електричен заряд, е с посока, противоположна на посоката на силовата линия. Затова при преместване на заряда срещу посоката на линията, посоките на силата и на преместването съвпадат и работата и в този случай е положителна.
3. Какъв е знакът на потенциала на полето, създадено от положителен (отрицателен) заряд?
Отговор.
-
Потенциалът на дадена точка е равен на работата на електричната сила при отнасяне на заряд +1 С от точката до безкрайност. Когато полето се създава от положителен заряд, на заряда +1 С действа сила на отблъскване, т.е. еднопосочна с преместването към безкрайност. Работата на тази сила е положителна, а следователно положителен е и потенциалът на точката.
Когато полето се създава от отрицателен заряд, при отнасяне на заряд +1 С от точка в полето до безкрайност, на заряда +1 С действа сила на привличане. В този случай посоките на силата и на преместването са противоположни и следователно работата на силата е отрицателна, отрицателен е и знакът на потенциала на точката.
4. Ако напрежението между т. М и т. N е 4,5 V, колко е напрежението между т. N и т. М? Обосновете отговора си.
Отговор.
-
Напрежението между две точки е равно на разликата от техните потенциали. Щом напрежението между т. М и т. N е положително, това означава, че потенциалът на т. М е по-висок от потенциала на т. N. В такъв случай напрежението между т. N и т. М, което е равно на разликата от потенциалите на т. N и т. М, ще бъде отрицателно: 
5. Колко е напрежението между две точки в хомогенно поле, ако свързващата ги отсечка е перпендикулярна на полето?
Отговор.
-
Когато отсечката, свързваща две точки в хомогенно поле, е перпендикулярна на силовите линии, при преместване на заряд по отсечката електричната сила е перпедикулярна на преместването и работата й е нула. Това означава, че всички точки от отсечката имат еднакви потенциали и напрежението между краищата на отсечката е нула.
6. Нека т. М и т. N са две близки точки от една силова линия с потенциали съответно  и  , като  В каква точка ще се задвижи положителен заряд, оставен в т. М – към т. N или в обратна посока?
Отговор.
-
Тъй като потенциалът на полето намалява по посока на силовите линии, щом  то силовата линия е насочена от т. М към т. N и на отрицателен заряд, поставен в т. М, ще действа сила с посока, противоположна на посоката към т. N.
7. Неподвижен електрон се намира в електрично поле. В каква посока ще се задвижи електронът, ако го освободим – към точки с по-висок или към точки с по-нисък потенциал?
Отговор.
-
Тъй като зарядът на електрона е отрицателен, в съответствие с разсъжденията, направени за намиране отговора на въпрос 6., следва, че той ще се задвижи към точки, където потенциалът на полето е по-висок.
Задачи
1. Напрежението между т. М и т. N е 220 V. Колко работа извършват електричните сили при пренасяне на заряд 3 С от т. М до т. N и при пренасяне на заряд – 5 С обратно?
Решение.
-
Дадено: UMN = 220 V, q1 = 3 C, q2 = –5 C.
Търси се: A1MN, A2NM.
Когато от т. М до т. N се пренася заряд q1, електричната сила извършва работа:
A1MN = q1UMN = 3.220 = 660 J.
Тъй като UMN = –UNM, при пренасяне на заряд q2 от т. N до т. М електричната сила извършва работа:
A2NM = –A2MN = –q2UMN = –q2UMN = –(–5).220 = 1100 J = 1,1 kJ.
2. Колко работа извършват електричните сили при пренасяне на заряд –2.10-7 С от точка с потенциал 1,2 kV до безкрайност? Обяснете смисъла на знака на полученото число.
Решение.
-
Дадено: q = –2.10-7 C,  = 1,2 kV = 1,2.103 V.
Търси се: A.
Търсената работа пресмятаме, като отчетем, че крайната точка на преместването е в безкрайност, където потенциалът е нула. В такъв случай:
A = q  = (–2.10-7).(1,2.103) = –2,4.10-4 J = –0,24 mJ.
Знакът ( – ) показва, че при отнасяне на заряда до безкрайност му е действала електрична сила, която е противоположна на посоката на преместването. Това е случаят, когато полето се създава от положителен заряд – тогава електричната сила е сила на привличане.
3. Върху Земята пада мълния от облак, който се намира на височина 400 m. Колко е било напрежението между облака и Земята, ако електрична искра във въздуха прескача при интензитет на полето, не по-малък от 3 MV/m?
Решение.
-
Дадено: h = 400 m, E = 3 MV/m = 3.106 V/m.
Търси се: U.
Ако приемем, че полето между облака и земната повърхност е хомогенно, търсеното напрежение пресмятаме по формула (7), записана във вида:
U = Eh = (3.106).400 = 1,2.109 V.
|
