ELEKTŘINA A MAGNETISMUS

ELEKTRICKÝ NÁBOJ A ELEKTRICKÉ POLE

Elektrické pole

Procvičovací úlohy.

Potřebné hodnoty některých fyzikálních konstant: 

ÚLOHA 1:

Jaká je vzájemná vzdálenost dvou bodových nábojů 10 μC, které na sebe působí ve vakuu elektrickou silou o velikosti 10 N? 

(30 cm)

ÚLOHA 2:

Určete velikost bodového náboje, který působí na bodový náboj 1 μC ve vzdálenosti 3 cm elektrickou silou o velikosti 1 N. Náboje jsou a) ve vakuu, b) v petroleji o relativní permitivitě εr = 2.  

(0,1 μC, 0,2 μC)

ÚLOHA 3:

Vzdálenost dvou zelektrovaných kuliček ve vakuu s nábojem 6 μC a –4 μC je 6 cm. a) Jak velkou elektrickou silou se navzájem přitahují? b) Jak velkou silou se budou při dané vzdálenosti odpuzovat, jestliže se po vzájemném dotyku jejich náboje vyrovnají? Jaký náboj bude mít pak každá kulička? 

(60 N, 2,5 N, 1μC)

ÚLOHA 4:

V homogenním elektrickém poli o intenzitě 4 × 105 N × C–1 je umístěn náboj 25 μC. Jak velkou silou působí pole na náboj? 

(10 N)

ÚLOHA 5:

Sestrojte ve vhodném měřítku graf závislosti velikosti intenzity elektrického pole na vzdálenosti od bodového náboje 10–2 μC. Uvažujte vzdálenost od 1 m do 5 m. 

(1m 90 N × C–1, 2 m 22,5 N × C–1, 3m 10 N × C–1, 4m 5,6 N × C–1, 5m 3,6 N × C–1)

ÚLOHA 6:

Jaká je intenzita elektrického pole ve středu rovnoměrně nabitého kruhového prstence?

ÚLOHA 7:

V bodech A, B jsou umístěny bodové náboje QA = 8 × 10–8 C, QB = –8 × 10–8 C (viz obr.). Určete velikost intenzity elektrického pole a) ve středu C úsečky AB, přičemž |AC| = r = 40 cm, b) v bodě D, který leží na ose úsečky AB, přičemž |CD| = c = 30 cm. 

(ve středu C = 9 × 103 N × C–1, v bodě D je 4,6 × 103 N × C–1)

ÚLOHA 8:

Vodič A má vzhledem k zemi elektrický potenciál +120 V, vodič B potenciál –80 V. Jak velký elektrický náboj přeneseme z vodiče B na vodič A, jestliže vykonáme práci 2 .10–4 J? 

(1 μC)

ÚLOHA 9:

Mezi rovnoběžnými vodivými deskami, jejichž vzdálenost je 10 cm, bylo naměřeno napětí 1 000 V. Určete a) velikost intenzity elektrického pole mezi deskami, b) práci, kterou vykoná elektrická síla při přenesení náboje 1 μC z jedné desky na druhou desku. 

(104 V.m-1, 10-3 J)

ÚLOHA 10:

Homogenní elektrické pole mezi deskami, jejichž vzdálenost je 3 cm, má intenzitu 10 kV × m–1. Určete a) napětí mezi deskami, b) velikost intenzity elektrického pole při stálém napětí mezi deskami, jejichž vzdálenost zvětšíme na 15 cm. 

(300 V, 2 kV.m-1)

ÚLOHA 11:

Mezi dvě rovnoběžné vodivé desky, jejichž vzdálenost je 5 cm, vložíme částici s nábojem 10 μC. Jaké je napětí mezi deskami, jestliže na částici působí elektrická síla 1 N? 

(5 kV)

ÚLOHA 12:

Mezi dvěma rovnoběžnými deskami, jejichž vzdálenost je 12 cm, bylo naměřeno napětí 600 V. Určete velikost intenzity elektrického pole mezi deskami. 

(5 kV.m-1)

ÚLOHA 13:

Jaká je vzdálenost desek kondenzátoru, které připojíme na napětí 220 V, je-li velikost intenzity elektrického pole mezi deskami 50 kV × m–1

(4,4 mm)

ÚLOHA 14:

Deskový kondenzátor se slídovým dielektrikem má desky o účinné ploše 100 cm2 ve vzdálenosti 5 mm. Jaké je napětí mezi deskami kondenzátoru, jestliže je nabit elektrickým nábojem 3,2 μC? Relativní permitivita slídy je 6.

(30 kV)

ÚLOHA 15:

Jaké kapacity můžeme získat spojením dvou kondenzátorů o stejné kapacitě 500 pF? 

(1 nF, 250 pF)

ÚLOHA 16:

Jaká je elektrická energie kondenzátoru o kapacitě 50 μF, který nabijeme na napětí 400 V? 

(4 J)