незаряженный проводящий шар помещают в неоднородное электрическое поле как будет двигаться шар

Незаряженный проводящий шар помещают в неоднородное электрическое поле как будет двигаться шар

Удивляй!
Заряд Земли отрицателен и равен по модулю примерно 500 тыс. кулон. Это число кажется вам слишком маленьким или слишком большим? Измерена или вычислена эта величина?
Электростатика в числах – больших и малых, А. А. Лукьянов (2008-1)

Отсроченная отгадка
Нарисуйте примерную картину силовых линий поля двух разноименных и различных по величине зарядов.
Асламазов Л., Электростатика на языке силовых линий (N11,1970)

Отсроченная отгадка
Пробный шарик соединяют проволочкой с электрометром и обводят по всему контуру заряженного тела, изображенного на рисунке. Будут ли при этом меняться показания электрометра? Почему для этого опыта берут длинную проволочку?
ФК Потенциал (N3,1997) N8

Нет, поскольку поверхность тела эквипотенциальная. Длинная проволочка нужна, чтобы поле заряженного тела не влияло на показания электрометра.

УМШ
Может ли существовать в пустоте показанное на рисунке электростатическое поле?

ФК Электрическое поле (N5,1986) N8

Нет. При передвижении заряда по замкнутому контуру работа поля не будет равна нулю.

Как будет вести положительно заряженный шар в каждом из электрических полей, изображенных на рисунке? Как будет вести себя в этих же полях незаряженный шар?
ФК Электрическое поле (N5,1986) N4

Электрическое поле создается положительным зарядом +q. Как изменятся напряженность и потенциал электрического поля в точке А, если справа от нее поместить незаряженный проводящий шар, как изображено на рисунке?

ФК Электростатика (N3, 2006) N8

Напряженность поля увеличится, потенциал уменьшится.

Напряженность поля равномерно заряженной плоскости не зависит от расстояния до нее. Означает ли это, что если под действием такого поля перемещается заряд, то может совершиться бесконечно большая работа?
ФК Работа (N2, 1992) N10

Заряженный проводник, взятый в виде листа, свернули в цилиндр. Изменилась ли напряженность электрического поля у поверхности проводника?
ФК Электрическое поле (N5,1986) N5

Электрические заряды скапливаются на внешней поверхности проводника. Внутри цилиндра напряженность электрического поля стала равной нулю, у внешней поверхности — увеличилась по сравнению с плоскостью.

Заряд (-q) находится в центре полой металлической сферы, которая несет заряд (+2q). Изобразите с помощью силовых линий результирующее электрическое поле.
ФК Электрическое поле (N5,1986) N6

См. рис.

Какое электрическое поле — однородное или неоднородное — ближе по своим свойствам к полю силы тяжести у поверхности Земли?
ФК Работа (N2, 1992) N7

Всегда ли между проводником, заряженным положительно, и проводником, заряженным отрицательно, есть разность потенциалов?
ФК Потенциал (N3,1997) N2

Нет, не всегда. Разность потенциалов может отсутствовать, если проводники находятся в поле, созданном другими заряженными телами (см., например, рисунок, где шары А и В зарядились по индукции под действием внешнего однородного поля).

Двум удаленным друг от друга проводникам сообщены положительные заряды так, что потенциал первого 100 В, а второго 50 В. Будут ли положительные заряды переходить с первого проводника на второй, если привести их в соприкосновение (никаких других тел вблизи нет)?
ФК Потенциал (N3,1997) N7

Не обязательно. Например, в случае, изображенном на рисунке, с проводника, потенциал которого был 50 В, весь заряд перейдет на проводник, имевший потенциал 100 В.

Проводящий шар В находится в электрическом поле шара А. Является ли при этом поверхность шара В эквипотенциальной поверхностью?
ФК Работа (N2, 1992) N9

Да, несмотря на то, что на различных участках поверхности шара В будут находиться разноимённые заряды.

Не повлияет (начальная и конечная точки траектории тела находятся на одной эквипотенциальной поверхности).

Да. У первого маятника период колебаний зависит от напряжённости электрического поля и массы, у второго период такой же, как и в отсутствие зарядов.

Контроль Программируемый опрос Тренировочная контрольная работа Опрос по цепочке Домашнее задание Три уровня домашнего задания Необычная обычность Задание массивом Особое задание теоретикам

Определите потенциал на оси аксиального мультиполя четвёртого порядка.
Дозоров А., Электрические мультиполи. (N11,1976)

Изучите метод решения электростатических задач, основанный на теореме взаимности.
Казарян Э., Саакян Р., Об одном методе решения задач по электростатике. (N7,1976)

Микроопыт. Известно, что вблизи поверхности Земли напряженность электрического поля такова, что на расстоянии между уровнем вашего носа и уровнем пяток разность потенциалов составляет около 200 В. Сможете ли вы использовать это напряжение, чтобы зажечь электрическую лампочку? Не опасно ли такое напряжение для вас?
ФК Потенциал (N3,1997)

Попробуйте изготовить электростатический генератор.
Хорошавин С., Как сделать электростатический генератор (N8,1970) Особое задание гуманитариям

Микроопыт. С помощью резиновой трубки, надетой на водопроводный кран, устройте фонтан так, чтобы струя била под углом к вертикали. Поднесите к ниспадающей части струи наэлектризованную палочку и добейтесь того, чтобы рассыпавшаяся на сноп брызг струя вновь слилась. Объясните это явление.
ФК Электрическое поле (N5,1986)

Проведите исследование: кем и когда введены основные понятия электричества (заряд, поле, напряженность, потенциал. )

ТДЗ: «Сочиняем сами» (физика и юмор)
Попробуйте сочинить юмористическую лекцию «знающего» экскурсовода.
Две сценки из жизни (N7, 1970)

Исследуйте возможности применения метода электростатических изображений к конкретным задачам.
Черноуцан А., Метод электростатических изображений. (N3, 1987)

Исследуйте задачу о неустойчивости заряженной поверхности жидкости.
Шикин В., Заряженная поверхность жидкости. (N12,1989)

Источник

Тест по теме: «Напряженность электрического поля» 10 класс

Данный тест можно использовать для контроля знаний.

Просмотр содержимого документа
«Тест по теме: «Напряженность электрического поля» 10 класс»

Напряженность электрического поля

1. Напряженность электрического поля измеряют с помощью пробного заряда q. Как изменится модуль напряженности, если величину пробного заряда увеличить в 2 раза?

А. Не изменится. Б. Увеличится в 2 раза. В. Уменьшится в 2 раза. Г. Ответ неоднозначен.

2. Как изменится напряженность электрического поля, созданного точечным зарядом, при увеличении расстояния от него в 2 раза?

А. Не изменится. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Уменьшится в 4 раза. Г. Уменьшится в 16 раз.

3. Какая из приведенных ниже формул является определением напряженности электрического поля? 1. E= 2. E =

А. Обе формулы. Б. Только первая. В. Только вторая. Г. Ни одна из них.

4. Какое направление имеет вектор напряженности электрического поля Е в точке О, созданного двумя одноименными зарядами?

А. Б.

В. Г.

5. Незаряженный проводящий шар помещают в неоднородное электрическое поле. Как будет двигаться шар?

А. Вправо. Б. Влево.
В. Не будет двигаться. Г. Ответ неоднозначен.

1. Напряженность электрического поля измеряют с помощью пробного заряда q_п. Как изменится модуль напряженности, если величину пробного заряда уменьшить в 2 раза?

А. Не изменится. Б. Увеличится в 2 раза. В. Уменьшится в 2 раза. Г. Ответ неоднозначен.

2. Как изменится напряженность электрического поля, созданного точечным зарядом, при увеличении расстояния от него в 4 раза?

А. Не изменится. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Уменьшится в 4 раза. Г. Уменьшится в 16 раз.

3. Какая из приведенных ниже формул является определением напряженности электрического поля?

1. E= 2. E =

А. Обе формулы. Б. Только первая. В. Только вторая. Г. Ни одна из них.

4. Какое направление имеет вектор напряженности электрического поля E в точке О, созданного двумя разноименными зарядами?

А. Б.

В. Г.

6. Незаряженный проводящий шар помещают в неоднородное электрическое поле. Как будет двигаться шар?

А . Вправо. Б. Влево.
В. Не будет двигаться. Г. Ответ неоднозначен.

Источник

Учебники

Журнал «Квант»

Общие

А так ли хорошо знакомо вам электрическое поле? // Квант. — 1986. — №5. — С. 32-33.

По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала «Квант»

Фарадей своим мысленным взором видел силовые линии, пронизывающие все пространство.

Фарадей искал сущность реальных явлений, протекающих в среде.

Содержание

Понятие поля впервые было выдвинуто Майклом Фарадеем. Даже если бы Фарадей подарил миру одну лишь эту идею, его имя стало бы бессмертным. Однако исследования Фарадея сделали его поистине основателем современного электромагнетизма.

В дальнейшем эта идея была разработана выдающимся преемником Фарадея Джеймсом Клерком Максвеллом. Полученные им уравнения дают точное математическое опасение электрических и магнитных полей.

В сегодняшнем выпуске «Калейдоскопа» мы укрепим знакомство с понятием поля на примерах, взятых из электростатики.

Вопросы и задачи

Микроопыт

С помощью резиновой трубки, надетой на водопроводный кран, устройте фонтан так, чтобы струя била под углом к вертикали. Поднесите к ниспадающей части струи наэлектризованную палочку и добейтесь того, чтобы рассыпавшаяся на сноп брызг струя вновь слилась. Объясните это явление.

Любопытно, что…

. французского естествоиспытателя Шарля Дюфе (1698—1739), создавшего первую теорию электрических явлений, при проведении опытов по электризации подвешивали на шелковых шнурках и электризовали настолько сильно, что при приближении руки другого человека из него выскакивали искры.

. обычно молнию рисуют бьющей сверху вниз. Между тем в действительности свечение начинается снизу и уже затем распространяется по вертикальному каналу. Молния, точнее — видимая ее фаза, оказывается, бьет снизу вверх!

Что читать об электрическом поле в «Кванте»

Ответы

Микроопыт

Близлежащие и отдаленные от палочки капли электризуются под ее влиянием разноименно и, притягиваясь, сливаются.

Источник

Тест по теме: «Напряженность электрического поля» 10 класс

Данный тест можно использовать для контроля знаний.

Просмотр содержимого документа
«Тест по теме: «Напряженность электрического поля» 10 класс»

Напряженность электрического поля

1. Напряженность электрического поля измеряют с помощью пробного заряда q. Как изменится модуль напряженности, если величину пробного заряда увеличить в 2 раза?

А. Не изменится. Б. Увеличится в 2 раза. В. Уменьшится в 2 раза. Г. Ответ неоднозначен.

2. Как изменится напряженность электрического поля, созданного точечным зарядом, при увеличении расстояния от него в 2 раза?

А. Не изменится. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Уменьшится в 4 раза. Г. Уменьшится в 16 раз.

3. Какая из приведенных ниже формул является определением напряженности электрического поля? 1. E= 2. E =

А. Обе формулы. Б. Только первая. В. Только вторая. Г. Ни одна из них.

4. Какое направление имеет вектор напряженности электрического поля Е в точке О, созданного двумя одноименными зарядами?

А. Б.

В. Г.

5. Незаряженный проводящий шар помещают в неоднородное электрическое поле. Как будет двигаться шар?

А. Вправо. Б. Влево.
В. Не будет двигаться. Г. Ответ неоднозначен.

1. Напряженность электрического поля измеряют с помощью пробного заряда q_п. Как изменится модуль напряженности, если величину пробного заряда уменьшить в 2 раза?

А. Не изменится. Б. Увеличится в 2 раза. В. Уменьшится в 2 раза. Г. Ответ неоднозначен.

2. Как изменится напряженность электрического поля, созданного точечным зарядом, при увеличении расстояния от него в 4 раза?

А. Не изменится. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Уменьшится в 4 раза. Г. Уменьшится в 16 раз.

3. Какая из приведенных ниже формул является определением напряженности электрического поля?

1. E= 2. E =

А. Обе формулы. Б. Только первая. В. Только вторая. Г. Ни одна из них.

4. Какое направление имеет вектор напряженности электрического поля E в точке О, созданного двумя разноименными зарядами?

А. Б.

В. Г.

6. Незаряженный проводящий шар помещают в неоднородное электрическое поле. Как будет двигаться шар?

А . Вправо. Б. Влево.
В. Не будет двигаться. Г. Ответ неоднозначен.

Источник

Незаряженный проводящий шар помещают в неоднородное электрическое поле как будет двигаться шар

14. Электрическое поле

○ 166. Как взаимодействуют заряженные шары?

Два одноименно заряженных металлических шара на некотором небольшом расстоянии друг от друга взаимодействуют с меньшей силой, чем при разноименных зарядах. Нет ли здесь противоречия с законом Кулона?

○ 167. Притягиваются ли одноименные заряды?

Известен закон электростатики: два одноименно заряженных тела отталкиваются друг от друга. Если же взять два металлических шара, зарядить их одноименными зарядами, причем заряд одного из них много больше другого, то на небольшом раcстоянии друг от друга они будут притягиваться. Как разрешить этот парадокс?

○ 168. «Нарушение» закона Кулона.

Отрицательно заряженный шар А поместили вблизи металлического шара В (рис. 83). Однако шары не притянулись друг к другу. Как объяснить парадокс?

Рис. 83

○ 169. Шары ведут себя по-разному.

Положительно заряженный шар, помещенный в любое из электрических полей, изображенных на рисунке 84, будет двигаться вправо.

Рис. 84

● 170. В каком месте надо заземлять проводник?

Если в поле положительно заряженного проводника А находится изолированный проводник В, то на нем индуцируются заряды так, как это показано на рисунке 85. Если в точке К заземлить проводник, то он заряжается отрицательно, так как положительные заряды «уходят» в землю. Поэтому следует ожидать, что если заземлить проводник в точке С, то электроны уйдут в землю и проводник зарядится положительным зарядом. Опыт, однако, опровергает этот вывод. В обоих случаях проводник заряжается отрицательным зарядом. В чем ошибка рассуждений?

Рис. 85

○ 171. Как стекает заряд?

Отрицательно заряженный шар А индуцировал заряды на незаряженном проводнике ВС (рис. 86). Если после этого заземлить конец В, то отрицательные заряды на конце С исчезнут. Но ведь не могли же электроны стекать в землю, приближаясь к отрицательно заряженному шару А, т. е. двигаясь против сил электрического поля. Как объяснить этот парадокс?

Рис. 86

● 172. Можно ли индуцировать одноименные заряды?

Рис. 87

Но для того чтобы положительный заряд на конце стержня обратился в отрицательный или обратно, необходимо, чтобы он перешел через нуль. Поэтому, когда заряд А, двигаясь от верхнего конца стержня к нижнему, находится против его середины, заряд стержня должен быть равен нулю.

○ 173. Вопреки Фарадею.

Фарадей экспериментально доказал, что на внутренней поверхности заряженного полого металлического проводника заряды отсутствуют.

Если внутрь полого заряженного отрицательно металлического шара А, имеющего небольшое отверстие С (рис. 88), ввести проволоку, соединенную с другим металлическим шаром В, то этот шар зарядится также отрицательно. Нет ли здесь противоречия с опытом Фарадея?

Рис. 88

○ 174. Как зарядится шар?

К незаряженному изолированному шару подносят заряженную эбонитовую палочку и касаются ею шара. Шар получает отрицательный заряд.

Рис. 89

Опыт показывает, что шар в этом случае заряжается положительным зарядом. Объясните парадокс.

● 175. Всегда ли применим закон Кулона?

Если между двумя точечными зарядами находится диэлектрик, то сила взаимодействия между ними уменьшается в ε раз.

Пластины заряженного конденсатора притягиваются с силой F. Между его пластинами помещают пластину из диэлектрика (рис. 90). Сила взаимодействия остается равной F. Но ведь она должна была уменьшиться в ε раз! В чем ошибка рассуждений?

Рис. 90

○ 176. Силовые линии или эквипотенциальные поверхности?

На рисунке 91 изображен «султан» для опытов по электростатике. При заряжении «султана» бумажные ленты располагаются по радиальным линиям. Таким образом, их расположение соответствует силовым линиям поля точечного заряда А.

Рис. 91

С другой стороны, бумажные ленты можно рассматривать как проводники, а их поверхности как эквипотенциальные поверхности.

Выходит, что эквипотенциальные поверхности и силовые линии совпадают. Но ведь они должны быть взаимнб перпендикулярны. Как разрешить это кажущееся противоречие?

● 177. Почему внутри проводника нет зарядов?

Представим себе наэлектризованный сплошной проводник (в частности, шар). Электрические заряды могут находиться в равновесие не только на поверхности проводника, но и внутри него (например, в центре однородно наэлектризованного шара). В случае неоднородно наэлектризованного сплошного проводника заряды могут находиться в равновесии в целом ряде точек внутри него. Таким образом, известное положение теории и опыта о том, что статические заряды располагаются только на поверхности проводника, оказывается «неверным». В чем ошибка рассуждений?

Одним и тем же зарядом, помещенным на изолированном проводнике, можно через влияние наэлектризовать бесчисленное количество проводников. Образованные заряды можно использовать для получения электрического тока, например, при замыкании их «на землю». Таким образом, из «ничего» без затраты энергии можно получить энергию электрического тока. В чем ошибка такого рассуждения?

○ 179. Может ли между разноименно заряженными проводниками не быть напряжения?

Один ученик утверждал, что всегда между проводниками, заряженными противоположными зарядами, имеется разность потенциалов. Другой ученик привел пример, опровергающий утверждение первого ученика. Кто же из них прав?

○ 180. Поле внутри проводника.

Поле внутри проводника отсутствует, значит, внутренние части проводника соответствуют бесконечно удаленным точкам. § Однако если в поле внести два проводника, изолированных друг от друга, то, хотя поля внутри них и отсутствуют, потенциалы их не будут одинаковы. Какой же из потенциалов соответствует потенциалу бесконечно удаленной точки? Нет ли здесь противоречия?

○ 181. Что больше: 1 вольт или 1000 вольт?

Под действием электрического поля положительные заряды переходят с проводника, имеющего больший потенциал, на проводник, имеющий меньший потенциал.

Если металлический шарик, заряженный до потенциала +1 в, внести внутрь сферической проводящей поверхности (рис. 92), заряженной до потенциала +1000 в, и коснуться им этой поверхности, то заряды переходят с шарика на проводник. Но это противоречит ранее высказанному теоретическому положению. Как объяснить этот парадокс?

Рис. 92

● 182. Электростатический вечный двигатель.

Между пластинами заряженного конденсатора располагают замкнутый проводник ABCD так, как показано на рисунке 93. Так как поле конденсатора сосредоточено между его обкладками, то на участке АВ оно будет перемещать заряды и создавать ток от А к В, на других участках поле тока не создает. Следовательно, в цепи ABCD будет непрерывно поддерживаться ток указанного направления. В чем ошибка проекта?

Рис. 93

○ 183. Появляется ли энергия из ничего?

Электрон ускоряется в электрическом поле плоского конденсатора. Следовательно, он приобретает кинетическую энергию. Но если конденсатор изолирован, то его энергия не изменяется. Откуда же взялась энергия у электрона?

● 184. Куда «исчезла» энергия?

Пусть суммарное поле состоит из двух взаимно уничтожающихся полей. Тогда каждое из них будет обладать некоторой положительной энергией. А все поле обладает суммой этих энергий.

С другой стороны, так как общая напряженность поля равна нулю (принцип суперпозиции), то равна нулю и его энергия. Как разрешить это противоречие?

○ 185. Молния и батарея карманного фонарика.

Шаровое облако радиусом 600 м заряжено до потенциала 3*10 6 в. Считая, что в образовании молнии участвует лишь заряд, сосредоточенный на поверхности этого «проводника», можно оценить его величину:

Через поперечное сечение нити электрической лампы от карманного фонаря за 1 сек проходит заряд 0,28 к.

○ 186. Как преобразовалась энергия?

Воздушный конденсатор заряжается до некоторого потенциала и в заряженном состоянии заливается керосином, отчего энергия конденсатора уменьшается в е раз. Но ведь энергия бесследно исчезнуть не может! В какой вид она превращается?

○ 187. Еще один электростатический вечный двигатель.

Как известно, сила взаимодействия между двумя электрическими зарядами меньше в воде, чем в воздухе. Казалось бы, этим можно воспользоваться для создания вечного двигателя следующим образом: взяв два разноименных заряда и сблизив их в воздухе, одновременно опустить в воду, раздвинуть под водой, затем одновременно поднять в воздух и далее повторять ведь процесс сначала. При этом энергия, полученная при сближении, больше той, которая затрачивается при раздвигании, так как сила электрического взаимодействия в воздухе больше, чем в воде. В чем ошибка проекта?

● 188. Третий электростатический вечный двигатель.

Предложен следующий проект вечного двигателя. Полая металлическая сфера А закреплена, а другая такая же сФера В помещена на конце рычага MN (рис. 94). Металлические шарики а и b соединены проводниками соответственно со сферами А и В. B начальный момент шарик а касается сферы В, а шарик b находится на небольшом расстоянии от внутренней поверхности сферы А, При сообщении сфере В заряда он стекает на шарик b. Этот шарик притягивается к сфере А и передает ей свой заряд, который перемещается на шарик а, отсоединенный к этому времени от сферы В вследствие поворота рычага MN вокруг точки О. Затем шарик а притянет сферу В и передаст ей свой заряд и т. д. В результате рычаг MN будет совершать колебания. Почему в действительности этого не произойдет? В чем ошибка проекта?

Рис. 94

● 189. Комбинированный вечный двигатель.

Предложен следующий проект вечного двигателя.

В сообщающиеся сосуды налит керосин. Одно колено сосуда помещается в сильное электростатическое поле между обкладками конденсатора, за счет чего уровень керосина в этом колене оказывается выше, чем в другом. Через два блока перекинута цепочка из шариков, удельный вес материала которых меньше удельного веса керосина (рис 95). Поскольку в левом колене больше шариков погружено в керосин, цепочка, по мысли изобретателя, должна начать вращаться. В чем ошибка проекта?

Рис. 95

● 190. Конденсатор не должен разряжаться.

Рассмотрим заряженный плоский конденсатор (рис. 96). Положительные заряды одной пластины «удерживают» отрицательные заряды другой.

Рис. 96

Если соединить пластины проводником АМРОТВ, то электроны с отрицательно заряженной пластины по этому проводнику стекают на положительно заряженную (в цепи идет ток).

Но электроны не должны были уйти с отрицательно заряженной пластины. Ведь их в ближайшем направлении ВЕА притягивали к себе положительные заряды другой пластины. А они все же ушли по «дальнему пути», и конденсатор разрядился. Как разрешить это противоречие?

● 191. Конденсаторный вечный двигатель.

Через отверстие в одной из пластин плоского конденсатора (рис. 97) влетяет электпон. Двигаясь ускооенно между обкладками конденсатора, электрон вылетает через отверстие в другой пластине. Затем магнитное поле, силовые линии которого перпендикулярны плоскости движения электрона, искривляет его траекторию и возвращает электрон снова к отверстию в первой пластине. Таким образом, не расходуя больше энергии, чем один раз (при зарядке аккумулятора), можно, казалось бы, получить сколь угодно большую энергию у электрона, т. е. получился проект вечного двигателя. В чем ошибка рассуждений?

Рис. 97

Источник