Давайте по порядку разберем все вопросы, связанные с электрическим зарядом и его взаимодействием.
Что такое электрический заряд?
Электрический заряд — это свойство частиц, позволяющее им взаимодействовать через электромагнитные силы. Существует два типа заряда: положительный и отрицательный.
Какой заряд называют элементарным? Каково его значение?
Элементарный заряд — это наименьший неделимый заряд, который может существовать изолированно. Его значение составляет приблизительно (1.602 \times 10^{-19} , \text{Кулон}).
Как взаимодействуют электрические заряды?
Заряды взаимодействуют по принципу: одноименные заряды (положительный и положительный или отрицательный и отрицательный) отталкиваются, а разноименные (положительный и отрицательный) притягиваются.
Запишите формулу и сформулируйте закон Кулона в вакууме.
Закон Кулона формулируется следующим образом: сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению модулей этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула:
[
F = k \cdot \frac{|q_1 q_2|}{r^2},
]
где (F) — сила взаимодействия, (k) — коэффициент пропорциональности (в вакууме (k \approx 8.99 \times 10^9 , \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2)), (q_1) и (q_2) — заряды, (r) — расстояние между ними.
Запишите формулу и сформулируйте закон сохранения электрического заряда.
Закон сохранения электрического заряда гласит, что суммарный заряд в изолированной системе остается постоянным, независимо от взаимодействий между зарядами. Формула:
[
Q_{\text{нач}} = Q_{\text{кон}},
]
где (Q_{\text{нач}}) и (Q_{\text{кон}}) — сумма зарядов до и после взаимодействия.
Что такое электрическое поле? Электростатическое?
Электрическое поле — это область пространства, в которой на заряд действуют электрические силы. Электростатическое поле — это электрическое поле, создаваемое неподвижными зарядами.
Что называют напряженностью электрического поля? Запишите соответствующую формулу.
Напряженность электрического поля ((E)) — это векторная величина, характеризующая силу, действующую на единичный положительный заряд в данной точке поля. Формула:
[
E = \frac{F}{q},
]
где (F) — сила, действующая на заряд (q).
Чему равна напряженность поля точечного заряда в вакууме?
Напряженность электрического поля точечного заряда (Q) в вакууме задается формулой:
[
E = k \cdot \frac{|Q|}{r^2},
]
где (r) — расстояние от заряда до точки, где измеряется напряженность.
Какое электрическое поле называют однородным?
Однородное электрическое поле — это поле, в котором напряженность остается постоянной в пространстве (одинакова везде, например, между пластинами параллельного конденсатора).
Объясните сущность принципа суперпозиции электрических полей.
Принцип суперпозиции утверждает, что результирующее электрическое поле от нескольких зарядов в одной точке пространства равно векторной сумме электрических полей, создаваемых каждым зарядом в этой точке.
Изобразите электрическое поле положительного точечного заряда.
(+) Направление линий поля выходит из заряда и расходится во всех направлениях.
Изобразите электрическое поле отрицательного точечного заряда.
(-) Направление линий поля направлено к заряду, то есть они сходятся к нему.
Что происходит с электрическим полем внутри проводника? Как называется данное явление?
Внутри проводника в состоянии равновесия электрическое поле отсутствует (E = 0). Это явление называется заземление или электростатическое равновесие.
Что происходит с электрическим полем внутри диэлектрика? Какая величина характеризует данное явление?
Внутри диэлектрика электрическое поле ослабляется. Это явление характеризуется диэлектрической проницаемостью ((\varepsilon)) материала.
Что называют потенциалом электростатического поля? Какая формула выражает суть этого понятия?
Потенциал электростатического поля — это скалярная величина, которая измеряет работу, необходимую для перемещения положительного заряда из бесконечности в данную точку. Формула:
[
V = k \cdot \frac{Q}{r},
]
где (V) — электрический потенциал, (Q) — заряд, (r) — расстояние от заряда до точки.
Что называют разностью потенциалов между двумя точками поля? Какая формула выражает смысл этого понятия?
Разность потенциалов — это работа, совершаемая силой поля при перемещении заряда из одной точки в другую. Формула:
[
\Delta V = V_A - V_B,
]
где (V_A) и (V_B) — потенциалы в точках A и B соответственно.
По какой формуле находят потенциал поля точечного заряда?
Потенциал поля точечного заряда:
[
V = k \cdot \frac{Q}{r},
]
где (k) — коэффициент пропорциональности, (Q) — заряд, (r) — расстояние от заряда.
По какой формуле находят потенциал поля системы точечных зарядов?
Потенциал поля системы точечных зарядов:
[
V_{\text{total}} = k \sum_{i} \frac{Q_i}{r_i},
]
где (Q_i) — заряды, (r_i) — расстояния от каждого заряда до точки, где измеряется потенциал.
Что называют электроемкостью? Запишите соответствующую формулу.
Электроемкость (C) — это способность конденсатора хранить электрический заряд при заданном напряжении. Формула:
[
C = \frac{Q}{V},
]
где (Q) — заряды на пластинах, (V) — разность потенциалов.
Как определяется электроемкость плоского конденсатора?
Электроемкость плоского конденсатора определяется по формуле:
[
C = \frac{\varepsilon_0 \cdot S}{d},
]
где (\varepsilon_0) — электрическая постоянная, (S) — площадь платинов конденсатора, (d) — расстояние между ними.
Назовите единицы измерения электроемкости.
Единица измерения электроемкости — фарад (Ф).
Назовите единицы измерения напряженности.
Единица измерения напряженности электрического поля — вольт на метр (В/м).
