1. Електричне поле, переміщуючи по спіралі нагрівального елемента праски заряд 8 Кл, виконує роботу 2,2 кДж. Яка напруга на кінцях спіралі,
2. з якою силою взаємодіють дві маленькі заряджені кульки, розташовані на відстані 30 см одна від одної, якщо заряд першої кульки дорівнює +20 нКл, другої +60 нКл
3. Яку папругу покаже вольтметр, під'єднаний до кінців
сталевого (р=0,12 Ом мм²/м) дроту завдовжки 6 м і площею
поперечного перерізу 0,4 мм², якщо амперметр, увімкнений послідовно
3 ним, показус 2,4 A?
Ответы
Робота, виконана електричним полем при переміщенні заряду, є добутком напруги на заряд:
W = qV
Звідси можна знайти напругу:
V = W/q = 2.2 кДж / 8 Кл = 275 В
Сила взаємодії між двома зарядженими тілами може бути знайдена за законом Кулона:
F = kq1q2/r^2
де k - коефіцієнт пропорційності, що залежить від одиниць виміру, r - відстань між зарядами, q1 та q2 - заряди тіл.
Підставляючи дані, отримаємо:
F = 910^9 * (2010^-9) * (60*10^-9) / (0.3)^2 = 0.72 Н
Закон Ома для дроту виглядає наступним чином:
U = I*R
де U - напруга на дроті, I - струм, що протікає, R - опір дроту.
Опір дроту можна знайти за формулою:
R = ρ*l/S
де ρ - опірність матеріалу дроту (у даному випадку сталі), l - довжина дроту, S - площа поперечного перерізу.
Підставляючи дані, отримаємо:
R = (0.12 Ом мм²/м) * (6 м) / (0.4 мм²) = 1.8 Ом
Тоді напруга на дроті буде:
U = I*R = 2.4 A * 1.8 Ом = 4.32 В
Отже, показана напруга на вольтметрі буде 4.32 В.