Test maturalny:  Elektrostatyka

Prawo Coulomba

$F_e=k\frac{q_1{q}_2}{r^2};k=\frac{1}{4\pi {\epsilon }_0}$

$k=8,9875518\cdot 10^9\text{N}\cdot {\text{m}}^2/{\text{C}}^2$ (karta wzorów, s. 20)

Natężenie pola elektrycznego

$\vec{E}=\frac{{\vec{F}}_e}{q}$

Zwrot zgodny z siłą działającą na ładunek dodatni

Natężenie pola na zewnątrz sferycznego rozkładu ładunku

$E=k\frac{Q}{r^2}$

Q — wartość ładunku; maleje jak $1/r^2$

Napięcie między punktami A i B

$U_{AB}=\frac{W_{AB}}{q}$

$W_{AB}$ — praca przeciw sile elektrycznej

Związek napięcia z potencjałami

$U_{AB}=V_B-V_A$

Karta wzorów, s. 18

Energia potencjalna elektryczna układu ładunków

$E_{pot}=k\frac{q_1{q}_2}{r}$

Ładunki ze znakami

Napięcie a natężenie w polu jednorodnym

$U=Ed$

d — odległość wzdłuż linii pola

Natężenie pola między płytami naładowanymi różnoimiennie

$E=\frac{\sigma }{{\epsilon }_0};\sigma =\frac{Q}{\Delta S}$

${\epsilon }_0=8,85418781\cdot 10^{-12}{\text{C}}^2/(\text{N}\cdot {\text{m}}^2)$ (karta wzorów, s. 20)

Pojemność kondensatora

$C=\frac{Q}{U}$

Karta wzorów, s. 18

Pojemność kondensatora płaskiego z dielektrykiem

$C={\epsilon }_r{\epsilon }_0\frac{S}{d}$

S — powierzchnia płyty, d — odległość między płytami

Energia elektryczna kondensatora

$W=\frac{Q^2}{2C}=\frac{1}{2}QU=\frac{1}{2}{U}^{2}C$

Trzy równoważne postacie

1. 1 1) Narysuj ładunki i wektory natężenia pola w badanym punkcie; dodawaj je wektorowo.
2. 2 2) Pole jednorodne między płytami: $U=Ed$, $F=qE$, ruch cząstki jak w rzucie poziomym.
3. 3 3) Zwrot siły ustal z reguły: jednoimienne się odpychają, różnoimienne przyciągają; wartość licz z wartości bezwzględnych ładunków.
4. 4 4) Energię potencjalną i potencjał licz ze znakami ładunków.
5. 5 5) Kondensator: sprawdź, czy jest odłączony od źródła (stały ładunek), czy podłączony (stałe napięcie) — od tego zależy, co się zmienia po rozsunięciu płyt.
6. 6 6) Energię kondensatora licz z tej postaci wzoru, do której masz dane: $\frac{1}{2}{U}^{2}C$ przy znanym napięciu, $Q^2/(2C)$ przy znanym ładunku.
7. 7 7) Wewnątrz przewodnika w stanie równowagi natężenie pola jest równe zeru, a przy powierzchni jest do niej prostopadłe (karta wzorów, s. 18).

Powiązane tematy

Te działy łączą się z tematem „Elektrostatyka” – przećwicz je w Quizie.