Подготовка к ЕГЭ-2024 по физике. Электростатика - часть 1

Криволапова Дарья Ивановна

Решение задач.

Электрическое поле

Базовый уровень

Решение задач. Базовый уровень

Задачи линии №11, 14, 15

Электростатика:

• Взаимодействие зарядов.
• Точечные заряды.
• Закон сохранения электрического заряда
• Закон Кулона
• Электрическое поле
• Напряжённость электрического поля
• Потенциал. Разность потенциалов и напряжение
• Принцип суперпозиции электрических полей
• Проводники и диэлектрики в электростатическом поле

Задачи линии №18, 20, 21, 23, 25

Строение атома. Электризация тел

Металлическая пластина, имевшая отрицательный заряд -10е, при освещении потеряла четыре электрона. Каким стал заряд пластины?

-10e-(-4e)=-6e.

Закон сохранения электрического заряда

В замкнутой системе алгебраическая сумма электрических зарядов остаётся величиной постоянной.

Замкнутая система – система, из которой заряды не уходят и в которую заряженные тела или заряженные частицы не поступают.

Два одинаковых тела с q1= +4 Кл и q2= – 6 Кл привели в соприкосновение. Чему будет равен заряд каждого тела после соприкосновения?

№ 11

35

Закон Кулона

по III закону Ньютона

Коэффициент пропорциональности

k=9 . 10 9

точечный заряд —  заряд, размерами носителя которого по сравнению с расстоянием, на котором рассматривается электростатическое взаимодействие, можно пренебречь .

Границы применимости: для точечных зарядов

№ 1

Два неподвижных точечных заряда действуют друг на друга с силами, модуль которых равен  F . Во сколько раз увеличится модуль этих сил, если оба заряда увеличить в 3 раза, а расстояние между ними увеличить в 2 раза?

Ответ _____________ раз

Источник: (ФИПИ, 8FC4FE)

36

№ 2

Во сколько раз увеличатся силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов, если расстояние между ними увеличить в 3 раза и каждый заряд увеличить в 6 раз?

Ответ _____________ раз

Источник: (ФИПИ, 327D56 )

4

№ 3

Два неподвижных точечных заряда действуют друг на друга с силами, модуль которых равен F1. Если один из зарядов уменьшить в 5 раз, а другой заряд увеличить в 2 раза, то сила взаимодействия зарядов станет равной F2. Определите отношение сил взаимодействия зарядов F2/F1.

0,4

№ 4

Два одинаковых маленьких металлических заряженных шарика с зарядами +3 q  и  – q находятся на большом расстоянии  r  друг от друга. Их соединяют тонкой проволокой, а затем проволоку убирают. Во сколько раз уменьшается по модулю сила электростатического взаимодействия шариков?

Отвеет в ___________________ раз

Источник: (ФИПИ, 0E8939 )

3

5,25

Источник: (сборник М.Ю. Демидовой, вариант №15)

№ 5

С какой силой взаимодействует в вакууме два маленьких заряженных шарика, находящихся на расстоянии 4 м друг от друга? Заряд каждого шарика 8*10 -8  Кл. Ответ дайте в мкН.

№ 6

3,6 мкН

№ 7

0,25 Н

№ 8

№ 9

Задание 14

Уровень задания – повышенный.

Тип задания – задание на множественный выбор.

Максимальный балл за задание – 2.

Порядок знаков в ответе может быть любым .

Что нужно уметь

• Анализировать физические процессы (явления), используя основные положения и законы, изученные в курсе физики.

Напряженность - силовая характеристика электрического поля

Обозначение –

Формула :

Единица измерения :

Направление вектора

Направление вектора Е совпадает с направлением силы, действующей на положительный заряд, помещенный в данную точку.

20

Потенциал - энергетическая характеристика поля

Обозначение –

Формула :

Единица измерения :

Любое электростатическое поле потенциально; Только для однородного электростатического поля применима формула W p = qEd

Потенциал электростатического поля является величиной скалярной и определяет потенциальную энергию единичного положительного пробного заряда в данной точке поля.

20

Электрическое поле

неоднородное электрическое поле

однородное электрическое поле

E 1 = E 2 = Е 3

Вектор напряженности направлен в сторону уменьшения потенциала

Работа электрического поля

Работа электрического поля не зависит от вида траектории

Работа электрического поля по замкнутому контуру =0

Электрическое поле -потенциальное

Какая работа совершается при переносе заряда 8 мкКл из точки поля с потенциалом 28 В в другую точку с потенциалом 12 В? (Ответ дайте в мкДж)

№ 7

128

20

Задание 14.2

№ 8

На рисунке изображены линии напряжённости однородного электростатического поля, образованного равномерно заряженной протяжённой металлической пластиной.

Из приведенного ниже списка выберите все верные утверждения.

• Заряд пластины положительный.
• Потенциал электростатического поля в точке В выше, чем в точке С.
• Работа сил электростатического поля по перемещению точечного положительного заряда из точки А и в точку В положительна.
• Если в точку В поместить точечный отрицательный заряд, то на него со стороны пластины будет действовать сила, направленная вертикально вверх.
• Напряжённость поля в точке А меньше, чем в точке С.

Ответ: _________.

124

20

№ 8

245

Источник: (сборник М.Ю. Демидовой, 2024, вариант №5)

№ 10

Источник: (Демидова 30 вар, 2024: В29)

Решение

1.

2.

№ 10

Ответ: 12

Источник: (Демидова 30 вар, 2024: В29)

Проводники в электрическом поле

При помещении во внешнее поле проводника наблюдается явление электростатической индукции

№ 11

Незаряженное металлическое тело, продольное сечение которого показано на рисунке, поместили в однородное электрическое поле напряжённостью E. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения, описывающих результаты воздействия этого поля на металлическое тело.

• Напряжённость электрического поля в точке D равна нулю.
• Потенциалы в точках  В  и  С  равны.
• Концентрация свободных электронов в точке  A  наибольшая
• В точке  А  индуцируется положительный заряд.
• В точке  D  индуцируется отрицательный заряд.

12

Источник: (ФИПИ, 896222)

20

№ 12

34

Задание 14.13

Стеклянные незаряженные кубики 1 и 2 и алюминиевые незаряженные кубики 3 и 4 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле, напряжённость которого направлена горизонтально влево. Затем кубики раздвинули и уже после этого выключили электрическое поле (правая часть рисунка). Выберите все верные утверждения, описывающие данный опыт.

3) В электрическом поле (левая часть рисунка) правая грань кубика 2 заряжена положительно.

4) Кубик 3, изображённый в правой части рисунка, имеет положительный заряд.

5) В электрическом поле (левая часть рисунка) разность потенциалов между левой гранью кубика 3 и правой гранью кубика 4 равна нулю.

Ответ: ________.

1) В электрическом поле (левая часть рисунка) часть электронов перешла из кубика 4 в кубик 3.

2) Кубик 2, изображённый в правой части рисунка, не заряжен.

Электрическое поле сферы

25

20

Движение заряженной частицы в электрическом поле

Вектор скорости – вдоль вектора напряженности

Вектор скорости перпендикулярен или направлен под углом к вектору напряженности электрического поля

электрического поля

V

V

Движение

Траектория движения - парабола

прямолинейное, равноускоренное

Задание 14.3

Две одинаковые пластины большой площади размещены на малом расстоянии друг от друга и равномерно заряжены зарядом +Q и -2Q (рис.) Затем ключ К замыкают. Выберите все верные утверждения о напряженности поля в точках А, В, С.

• До замыкании ключа в точке А напряженность поля была направлена вправо, а после замыкания будет направлена влево.
• До замыкании ключа в точке В напряженность поля была направлена вправо, а после замыкания станет равной нулю.
• До замыкания ключа в точке С напряженность равнялась нулю, а после замыкания будет направлена влево.
• После замыкания ключа напряженность поля в точка А по модулю не изменится.
• До замыкания ключа напряженность в точке С в 3 раза меньше чем в точке В.

Ответ: __________

№ 10

Источник: (сборник М.Ю. Демидовой, 2024, вариант №23)

Решение задач. Базовый уровень

Задачи линии № 14, 15, 18, 19, 20

Электростатика:

• Конденсатор. Электроёмкость конденсатора
• Электроёмкость плоского конденсатора

Электрическая емкость –

характеристика проводника, количественная мера его способности накапливать электрический заряд.

физическая величина, которая характеризует способность двух проводников физическая величина, которая характеризует способность двух проводников накапливать электрический заряд.

20

ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ зависит от:

от геометрических

размеров проводников

от формы проводников и

их взаимного расположения

от электрических свойств

среды между проводниками

Конденсатор

Конденсатор постоянной ёмкости

представляет собой два проводника (обкладки), разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников

Все электрическое поле сосредоточено внутри конденсатора.

Заряд конденсатора - это абсолютное значение заряда одной из обкладок конденсатора.

ε 0 = 8,85·10 -12 Ф/м –

электрическая постоянная

ε – диэлектрическая

проницаемость вещества.

Конденсатор

№ 3

Определите емкость конденсатора, если при его зарядке до постоянного напряжения 1,4 кВ он получает заряд 28 нКл?

Ответ _______________ пФ

20

Конденсатор

Задание 15.1

Плоский конденсатор с воздушным зазором между обкладками подключён к источнику постоянного напряжения. Как изменятся электроёмкость конденсатора и напряжение между его обкладками в результате заполнения зазора между обкладками диэлектриком?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

13

11

Источник: (сборник М.Ю. Демидовой, вариант №7)

№ 5

Две параллельные металлические пластины больших размеров расположены на расстоянии d друг от друга и подключены к источнику постоянного напряжения (рис. 1). Пластины закрепили на изолирующих подставках и спустя длительное время отключили от источника (рис. 2). Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения.

№ 8

1.  Напряженность электрического поля в точке А больше, чем в точке В .

2.  Потенциал электрического поля в точке А больше, чем в точке С .

3.  Если увеличить расстояние между пластинами d, то напряженность электрического поля в точке С не изменится.

4.  Если уменьшить расстояние между пластинами d, то заряд правой пластины не изменится.

5.  Если пластины полностью погрузить в керосин, то энергия электрического поля конденсатора останется неизменной.

34

123

Источник: (сборник М.Ю. Демидовой, вариант №27)

Движение заряженной частицы в электрическом поле

Вектор скорости – вдоль вектора напряженности

Вектор скорости перпендикулярен или направлен под углом к вектору напряженности электрического поля

электрического поля

V

V

Движение

Траектория движения - парабола

прямолинейное, равноускоренное

23

Задание 23

Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от друга. Напряжение на пластинах конденсатора 10 кВ. В пространстве между пластинами падает капля жидкости. Заряд капли q = -8  10 -11 Кл. При каком значении массы капли ее скорость будет постоянной? Влиянием воздуха на движение капли пренебречь.

45

Задание 14

Две одинаковые пластины большой площади размещены на малом расстоянии друг от друга и равномерно заряжены зарядом +Q и -2Q (рис.) Затем ключ К замыкают. Выберите все верные утверждения о напряженности поля в точках А, В, С.

• До замыкании ключа в точке А напряженность поля была направлена вправо, а после замыкания будет направлена влево.
• До замыкании ключа в точке В напряженность поля была направлена вправо, а после замыкания станет равной нулю.
• До замыкания ключа в точке С напряженность равнялась нулю, а после замыкания будет направлена влево.
• После замыкания ключа напряженность поля в точка А по модулю не изменится.
• До замыкания ключа напряженность в точке С в 3 раза меньше чем в точке В.

Ответ: __________