Упр. 13. стр. 75

1.

Почему при указании значения элементарного заряда e=1,61019e = 1,6 · 10^{-19} Кл не указывают его знак («+» или «–»)?

Наименьший электрический заряд, который больше не делится, называется элементарным. Этим зарядом обладают все заряженные элементарные частицы, в атоме — это протон и электрон.

2.

Одинакова ли масса нейтрального атома вещества и иона этого же вещества?

При потере нейтральным атомом (или приобретении им) электронов образуются положительные (или отрицательные) ионы. Следовательно, масса нейтрального атома вещества больше положительного иона этого же вещества на величину массы электрона и меньше отрицательного иона данного вещества на такую же величину.

3.

Изменяется ли масса линейки при: а) электризации ее трением; б) электризации через влияние?

а) При электризации трением небольшая часть самых подвижных заряженных частиц — электронов — перейдёт с одного тела на другое и зарядит его отрицательно. Тело, с которого ушли электроны, зарядится положительно, его масса уменьшится. Масса тела с отрицательным зарядом увеличится.

б) При электризации через влияние происходит перераспределение заряда в теле, вызываемое воздействием другого заряженного тела. Поэтому масса тела не изменится.

4.

Что подтверждает существование электрического поля вокруг заряженных тел А и В?

Любое заряженное тело всегда создаёт в окружающем пространстве электрическое поле, которое действует на другое заряженное тело, помещённое в это тело.

5.

Какую работу совершают электрические силы, перемещая заряд q = 2 нКл между точками, напряжение между которыми U = 4 В?

Дано:

q=2q = 2 нКл;

U=4U = 4 В.

A?A - ?

СИ:

q=2109q = 2 · 10^{-9} Кл.

Решение:

Работа электрических сил по перемещению заряда находится по формуле:

A=qU,A=qU, где qq — заряд.

Тогда A=2109Кл4В=8109Дж.A = 2 · 10^{-9} Кл · 4 В = 8 · 10^{-9} Дж.

Ответ: A=8109Дж.A=8⋅10^{-9} Дж.

6.

В электронных часах за сутки перемещается заряд q = 17 мКл. Каково значение напряжения, если работа электрических сил А = 0,26 Дж?

Дано:

q=17.0q=17.0 мКл;

A=0.26A=0.26 Дж.

U?U-?

СИ:

q=17.0103q=17.0 · 10^{-3} Кл.

Решение:

При выполнении электрическими силами значение напряжения

U=Aq,U=\dfrac{A}{q}, где qq — заряд.

Итак, U=0.26 Дж17.0103 Кл=15.29 В.U=\dfrac{0.26\, Дж}{17.0·10^{-3}\,Кл}=15.29\,В.

Ответ: U=15.29 В.U=15.29\,В.

7.

В электроприборе при напряжении U = 220 В за одну минуту перемещается заряд q = 0,16 кКл. Каково значение мощности электроприбора?

Дано:

U=220 В;U=220\,В;

q=0.16 Кл;q=0.16\,Кл;

t=1 мин.t=1\,мин.

P?P-?

СИ:

a=0.16103 Кл;a=0.16·10^{3}\,Кл;

t=60 с.t=60\,с.

Решение:

Мощность установки численно равна работе, которую выполнил заряд при перемещении в электроприборе под действием электрических сил в единицу времени,

то есть P=At,P=\dfrac{A}{t}, где tt — время.

Так как A=qU,A=qU, то P=qUt.P=\dfrac{qU}{t}.

P=0.16103 Кл220 В60 с=586.67 Вт=0.59 кВт.P=\dfrac{0.16·10^3\,Кл·220\,В}{60\,с}=586.67\,Вт=0.59\,кВт.

Ответ: P=0.59 кВт.P=0.59\,кВт.

8.

С помощью какого напряжения можно разогнать неподвижный электрон до первой космической скорости v=7.9кмсv=7.9\dfrac{км}{с}? Масса электрона me=9.11031 кг.m_e=9.1·10^{-31}\,кг.

Дано:

v=7.9кмс;v=7.9\dfrac{км}{с};

m=9.11031 кг;m=9.1·10^{-31}\,кг;

e=1.61019 Кл.e=1.6·10^{-19}\,Кл.

U?U-?

СИ:

v=7.9103мс.v=7.9·10^3\dfrac{м}{с}.

Решение:

Работа, выполненная электрическими силами по разгону электрона, A=qU,A=qU, где qq — заряд.

Эта работа равна изменению кинетической энергии электрона:

A=mv22.A=\dfrac{mv^2}{2}.

Следовательно, qU=mv22,qU=\dfrac{mv^2}{2}, откуда U=mv22q.U=\dfrac{mv^2}{2q}. Здесь mm — масса электрона.

Подставим численное значение величин:

U=9.11031 кг(7.9103мс)22.1.61019 Кл=177.5106 В=0.18 мВ.U=\dfrac{9.1·10^{-31}\,кг·\left(7.9·10^3\dfrac{м}{с}\right)^2}{2.1.6·10^{-19}\,Кл}=177.5·10^{-6}\,В=0.18\,мВ.

Ответ: U=0.18 мВ.U=0.18\,мВ.

9.

Изменится ли напряжение между двумя точками электрического поля и совершенная по перемещению заряда работа, если заряд увеличить в 4 раза?

Напряжение — характеристика работоспособности электрического поля — на рассматриваемом участке от переносимого заряда не зависит. Следовательно, напряжение не изменится. Совершенная по перемещению заряда работа A=qUA=qU при увеличении заряда в 4 раза увеличится в 4 раза.