ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΜΕΤΑΞΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΦΟΡΤΙΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

Transcript

1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΜΕΤΑΞΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΦΟΡΤΙΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 1. Κατά την ηλέκτριση με τριβή μεταφέρονται από το ένα σώμα στο άλλο i. πρωτόνια. ii. ηλεκτρόνια iii iν. νετρόνια ιόντα. 2. Το σχήμα απεικονίζει δύο άνισα σημειακά ακίνητα ηλεκτρικά φορτία q l, q 2, τη μεταξύ τους απόσταση r και τις αναμεταξύ τους δυνάμεις Κουλόμπ. Ο > (r) < Ο Q1 F2 F1 Q2 Α. Να συμπληρώσετε τις παρακάτω προτάσεις: α. Η μαθηματική σχέση που δίνει τη δύναμη Κουλόμπ είναι: β. Η δύναμη F 1 ασκείται από. πάνω στο. γ. Τα μέτρα των δυνάμεων F 1 και F 2 είναι.. B. Να χαρακτηρίσετε με (Σ) ή (Λ) τις σωστές και τις λανθασμένες προτάσεις : α. Τα φορτία q 1 και q 2 είναι ετερώνυμα. ( ) β. Η δύναμη μεταξύ των φορτίων είναι ανεξάρτητη από το υλικό που θα υπάρχει ανάμεσά τους. ( ) 3. Δύο σωματίδια Α και B με θετικά φορτία q A και q B αντίστοιχα απωθούνται με δύναμη μέτρου F όταν βρίσκονται σε απόσταση μεταξύ τους ίση με r. Αν η απόσταση των σωματιδίων τετραπλασιαστεί και αν επίσης τετραπλασιαστεί και το φορτίο του σωματιδίου Α, για να απωθούνται τα δύο σωματίδια με την ίδια πάλι δύναμη μέτρου F, πρέπει το φορτίο του σωματιδίου B: i. να μείνει αμετάβλητο. ii. να τετραπλασιαστεί. 1

2 iii. να μηδενιστεί. iv. να υποτετραπλασιαστεί. 4. Θεωρούμε πέντε φορτισμένες σφαίρες Α, B, Γ, Δ, Ε. Η σφαίρα Α έλκει τη B, η σφαίρα B έλκει τη Δ και απωθεί την Ε, και η σφαίρα Γ έλκει την Ε. Αν η σφαίρα Γ έχει θετικό φορτίο, τι είδους φορτίο έχει κάθε σφαίρα; 5. Δίνονται δύο θετικά ηλεκτρικά φορτία Q 1 και Q 2 = 2Q 1, στις θέσεις Α και B. Αν Μ είναι το μέσο του ευθυγράμμου τμήματος ΑΒ, ένα θετικό φορτίο q ισορροπεί σε σημείο της ευθείας που ορίζουν τα Α, Β, όταν τοποθετηθεί: i μεταξύ του Μ και του Α. ii. μεταξύ του Μ και του B. iii. αριστερά του Α. iv. δεξιά του B O M O AQ1 BQ2 6. Το σχήμα απεικονίζει δύο άνισα σημειακά ακίνητα ηλεκτρικά φορτία q1, q2, τη μεταξύ τους απόσταση r και τις αναμεταξύ τους δυνάμεις Κουλόμπ. Ο > (r) < Ο q1 F2 F1 q2 Πόσο πρέπει να μεταβληθεί το γινόμενο των φορτίων ώστε η δύναμη Κουλόμπ μεταξύ τους, να παραμείνει η ίδια, όταν: α. Διπλασιάσουμε την απόσταση μεταξύ τους. β. Υποτριπλασιάσουμε την απόσταση μεταξύ τους.. 2

3 7. Ποια από τις παρακάτω εκφράσεις είναι η σωστή; i. Η ένταση ενός ηλεκτρικού φορτίου είναι διανυσματικό μέγεθος. ii. Η ένταση της πηγής του ηλεκτρικού πεδίου είναι διανυσματικό μέγεθος. iii. Η ένταση ενός ηλεκτρικού πεδίου σε κάποιο σημείο του είναι διανυσματικό μέγεθος. iv. To δυναμικό ενός ηλεκτρικού πεδίου σε κάποιο σημείο του είναι διανυσματικό μέγεθος. 8. Το δυναμικό ενός ηλεκτροστατικού πεδίου σε ένα σημείο Α είναι 5V και σε ένα άλλο σημείο B είναι 20V. Η διαφορά δυναμικού V AB είναι ίση με: i. -15V ii. 15V iii. -25V iv. 25V 9. Το μέτρο της έντασης του ηλεκτροστατικού πεδίου, που δημιουργεί σημειακό φορτίο Q σε κάποιο σημείο Α, εξαρτάται: i. μόνο από το φορτίο Ο. ii. μόνο από την απόσταση r. iii. από το φορτίο Ο και από την απόσταση Γ. iv. από το φορτίο Ο και το υπόθεμα q. q 10. Το ηλεκτρονιοβόλτ (ev) είναι: i. σωματίδιο. ii. μονάδα ηλεκτρικής τάσης. iii. μονάδα ενέργειας. iv. δομικό συστατικό του κάθε ατόμου. Q A 3

4 11. Η ηλεκτρική δυναμική ενέργεια του συστήματος δύο σημειακών ηλεκτρικών φορτίων Q 1 και Q 2 : i. είναι πάντοτε αρνητική. ii. είναι αρνητική όταν και τα δύο φορτία είναι αρνητικά. iii. είναι αρνητική όταν τα φορτία είναι ετερώνυμα. iv. δίνεται από τη σχέση: U=K.Q 1.Q 2 / r Αν υποδιπλασιάσουμε την απόσταση των οπλισμών ενός επίπεδου πυκνωτή αέρος και ταυτόχρονα τοποθετήσουμε ανάμεσα στους οπλισμούς μονωτικό υλικό με διηλεκτρική σταθερά ίση με 2, η χωρητικότητα του πυκνωτή: i. τετραπλασιάζεται. ii. iii. iv. παραμένει αμετάβλητη. υποτετραπλασιάζεται. υποδιπλασιάζεται. 13. Η χωρητικότητα ενός πυκνωτή με παράλληλες πλάκες i. αυξάνεται όταν αυξάνεται το φορτίο του πυκνωτή. ii. μειώνεται όταν αυξάνεται η απόσταση μεταξύ των πλακών του. iii. παραμένει σταθερή, όταν αυξήσουμε το εμβαδά των πλακών. iν. δεν επηρεάζεται αν εισάγουμε διηλεκτρικό μεταξύ των πλακών. 14. Το δυναμικό σ' ένα σημείο Α ηλεκτροστατικού πεδίου: i. εκφράζει την ανά μονάδα φορτίου δύναμη. ii. εκφράζει την ανά μονάδα φορτίου ηλεκτρική δυναμική ενέργεια. iii. αναφέρεται στο φορτισμένο σώμα που τοποθετείται στο σημείο Α. iv. έχει πάντοτε αρνητική αριθμητική τιμή. 15. Μετακινούμε ένα σημειακό ηλεκτρικό φορτίο q, από το σημείο Α στο σημείο Γ του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργεί το ακίνητο σημειακό ηλεκτρικό φορτίο πηγής +Q. 4

5 Α) Να δικαιολογήσετε γιατί το έργο της ηλεκτρικής δύναμης κατά τη μετακίνηση αυτή είναι το ίδιο, ανεξάρτητα της όποιας διαδρομής ακολουθείται. Β) Αν είναι W AB = Ο, ποια σχέση συνδέει τις αποστάσεις r ι και r 2 των σημείων Α και Γ αντίστοιχα από το +Q ; (1) 16. Επίπεδος πυκνωτής έχει φορτίο Q ο και μεταξύ των οπλισμών του υπάρχει αέρας. Αν γεμίσουμε το χώρο μεταξύ των οπλισμών του με κάποιο μονωτικό υλικό, διατηρώντας αμετάβλητο το φορτίο του, τότε η διαφορά δυναμικού μεταξύ των οπλισμών του : i. μένει σταθερή. ii. iii. Iv αυξάνεται. ελαττώνεται. μηδενίζεται. 17. Ένα σημειακό ηλεκτρικό φορτίο είναι τοποθετημένο στο κέντρο Κ ενός επιπέδου τετραγώνου ΑΒΓΔ. Οι εντάσεις του ηλεκτρικού πεδίου: i. στις κορυφές Α και B έχουν διευθύνσεις κάθετες μεταξύ τους. ii. στις κορυφές του τετραγώνου έχουν ίσα μέτρα. iii. στις κορυφές B και Δ είναι αντίθετες. iv. στις κορυφές Α και Γ έχουν ίδιες κατευθύνσεις. Ποιες από τις παραπάνω προτάσεις είναι σωστές; 18. Η ηλεκτρική σταθερά Κηλ, που χρησιμοποιείται στο νόμο του Coulomb: i. Είναι διανυσματικό μέγεθος. [ ] ii. Είναι αντίστροφα ανάλογη του τετραγώνου της απόστασης των δύο σημειακών ηλεκτρικών φορτίων που αλληλεπιδρούν. [ ] iii. Δεν έχει πάντα την ίδια τιμή. [ ] ίν. Έχει ως μονάδα στο S.I. το 1 N.m 2 / C 2. [ ] 5

6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΜΕΤΑΞΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΦΟΡΤΙΩΝ ΑΣΚΗΣΕΙΣ Η ηλεκτρική σταθερά k = Nm 2 /C 2 θεωρείται γνωστή για όλες τις ασκήσεις. Η διηλεκτρική σταθερά του κενού είναι ε ο = 8,85 x C 2 /Nm 2. Η μάζα του ηλεκτρονίου είναι m e = l Kg και το φορτίο του ηλεκτρονίου είναι q e = -1,6 x C. 1. Δύο ακίνητα σημειακά ηλεκτρικά φορτία Q 1 = +4μC και Q 2 = + 2μC απέχουν μεταξύ τους απόσταση L=0,9m, στο κενό. Ένα άλλο σημειακό ηλεκτρικό φορτίο q=+1μc τοποθετείται στο σημείο Γ, σε απόσταση x= 0,3m από το Q 1. Να βρείτε: Α) τη δύναμη που ασκεί καθένα από τα φορτία Q 1 και Q 2 στο φορτίο q. Β) τη συνολική δύναμη που δέχεται το φορτίο q. 2. Στις κορυφές Β και Γ ενός ορθογωνίου τριγώνου ΑΒΓ, με την ορθή γωνία στο Α, βρίσκονται αντίστοιχα τα φορτία q B = 20μC και q Γ = -10 μc. Να προσδιορίσετε τη συνισταμένη δύναμη που ασκείται σε φορτίο q= 1 μc το οποίο τοποθετείται: Α) στο μέσο Μ της ΒΓ. Β) στην κορυφή Α. Δίνονται: (ΑΒ) = 10 3 cm και (ΑΓ)= 10cm. (σχήμα απαραίτητο!) 3. Στη βάση ενός λείου κεκλιμένου επιπέδου κλίσεως φ= 30 είναι τοποθετημένο ακλόνητα ένα σημειακό φορτίο Q= 40μC. Σε πόση απόσταση από το φορτίο Q πάνω στο κεκλιμένο επίπεδο μπορεί να ισορροπεί ένα πολύ μικρό φορτισμένο σφαιρίδιο μάζας m = 4, kg και φορτίου q=10 μc. Δίνεται g= 10m/s 2. 6

7 4. Μια μικρή φορτισμένη σφαίρα μάζας m= 1Omg και φορτίου q= -2μC ισορροπεί κρεμασμένη στο άκρο λεπτού κατακόρυφου μονωτικού νήματος, το άλλο άκρο του οποίου στερεώνεται στην οροφή. Μια άλλη μικρή σφαίρα που έχει φορτίο Q= 20μC τοποθετείται κάτω από την πρώτη σφαίρα, στην κατακόρυφο που περνά από αυτήν και σε απόσταση d=3m. Να υπολογίσετε τη δύναμη Coulomb και την τάση του νήματος. Δίνεται g= 10m/s Δύο σημειακά φορτία Q A = 4Q o και Q B = -Q o (Q o > 0) είναι τοποθετημένα στα σημεία Α και B της ευθείας (ε). Η απόσταση μεταξύ των σημείων Α και B είναι L=30cm. A) Σε ποιο σημείο της ευθείας (ε), εκτός από το άπειρο, η ένταση του ηλεκτροστατικού πεδίου που δημιουργούν τα δύο φορτία είναι ίση με μηδέν; B) Στο σημείο Δ που απέχει +10cm από το Α, τοποθετούμε ένα σημειακό φορτίο Q O Να βρείτε το λόγο των μέτρων των δυνάμεων που ασκούνται σ' αυτό από τα φορτία Q A και Q B 6. Τα σημεία Α, B, Γ και Δ είναι κορυφές τετραγώνου πλευράς α= 1m. Στην κορυφή Α τοποθετούμε ακλόνητο σημειακό φορτίο Q A = +0,01μC. A) Πόση είναι η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στο κέντρο Κ του τετραγώνου; B) Στην κορυφή Γ τοποθετούμε ένα δεύτερο ακλόνητο σημειακό φορτίο Q 1 = -0,01 μc. Πόση γίνεται τώρα η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργούν τα δύο φορτία QΑ και QΓ στο σημείο Κ; Γ) Στις κορυφές B και Δ τοποθετούμε δύο ακόμη ακλόνητα σημειακά ηλεκτρικά φορτία Q B =+0,01 μc και Q Δ = - 0,01 μc. Να βρείτε την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργεί το σύστημα των τεσσάρων φορτίων στη θέση Κ. 7

8 7. Σε μια περιοχή του χώρου συνυπάρχουν δύο πεδία δυνάμεων. Ένα ομογενές ηλεκτροστατικό πεδίο με ένταση Ε=20000 N/C και το επίσης θεωρούμενο ομογενές Γήϊνο βαρυτικό πεδίο με ένταση g. Οι δυναμικές γραμμές του ηλεκτρικού πεδίου έχουν φορά προς τα πάνω και είναι κατακόρυφες. Σε ένα σημείο Α του χώρου θέτουμε ένα αντικείμενο μάζας m=0,04kg και φορτίου q=2μc. Να βρείτε: Α) Πόση δύναμη ασκεί το ηλεκτρικό πεδίο στο σημειακό αντικείμενο; Β) Πόση είναι η συνολική δύναμη που ασκείται στο αντικείμενο εξαιτίας των δύο πεδίων; Γ) Πόση είναι η επιτάχυνση που αποκτά το αντικείμενο όταν τοποθετηθεί στο σημείο Α; Δίνεται g= 10m/s Το σφαιρίδιο του εκκρεμούς του σχήματος βρίσκεται μέσα σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο και ισορροπεί με το νήμα να σχηματίζει γωνία φ= 30 ο με την κατακόρυφο. Αν τριπλασιάσουμε την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου, να βρείτε τη νέα γωνία φ που θα σχηματίζει το νήμα με την κατακόρυφο στη νέα θέση ισορροπίας. 8

9 9. Σε μια μικρή σταγόνα νερού υπάρχει πλεόνασμα 100 ηλεκτρονίων. Η σταγόνα ισορροπεί σε σημείο Α ενός ηλεκτρικού πεδίου. Α) Να σχεδιάσετε την ένταση του πεδίου στο σημείο Α. Β) Να βρείτε τη μάζα της φορτισμένης σταγόνας αν το μέτρο της έντασης του ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου είναι 100 N/C. Δίνονται: g=10m/s 2 και q e = 1,6 x C. 10. Στις κορυφές Α και B ισοπλεύρου τριγώνου ΑΒΓ, πλευράς 1m βρίσκονται φορτία 2μC και 4μC αντίστοιχα. Να βρείτε την ένταση στο σημείο Γ. 11. Στις κορυφές Α και Γ ενός τετραγώνου ΑΒΓΔ τοποθετούνται ακλόνητα αντίστοιχα φορτία q1 και q3 με q1=q3=10-6 C. Να βρεθεί το φορτίο q2 που θα τεθεί στην κορυφή B, ώστε στην κορυφή Δ του τετραγώνου, η ένταση να είναι μηδέν. 12. Φορτισμένο σωματίδιο μάζας 1g και φορτίου +4μC ρίχνεται με ταχύτητα μέτρου υ 0 =100m/s παράλληλα στις δυναμικές γραμμές ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου. Αν η ένταση του πεδίου έχει μέτρο Ε= 100N/C, να βρείτε τη θέση και την ταχύτητα του σωματιδίου μετά από 400s, όταν: A) η αρχική ταχύτητα έχει τη φορά της έντασης του πεδίου. B) η αρχική ταχύτητα έχει αντίθετη φορά από εκείνη της έντασης του πεδίου. 13. Αφήνουμε μια αρνητικά φορτισμένη σταγόνα μάζας m= O,1g και φορτίου q = 0,012μC, να πέσει από μια μικρή οπή του πάνω οπλισμού, ενός επίπεδου πυκνωτή κενού, που ο κάτω οπλισμός του είναι αρνητικά φορτισμένος λόγω γείωσης. Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου ανάμεσα στους οπλισμούς του πυκνωτή είναι Ε= 80ΚV/m και η απόσταση μεταξύ των οπλισμών είναι L= 10mm. Δίνεται: g= 10m/ s 2. 9

10 Να βρείτε: Α) την ηλεκτρική δύναμη που ασκείται στη σταγόνα. Β) την επιτάχυνση της σταγόνας. Γ) τη μεταβολή της κινητικής ενέργειας της σταγόνας κατά την κίνηση της από τον πάνω μέχρι τον κάτω οπλισμό. 14. Οι κάθετες πλευρές ορθογωνίου τριγώνου ΑΒΓ (Α= ορθή), έχουν μήκη ΑΒ=4 m και ΑΓ=3 m. Στις κορυφές Α και B υπάρχουν αντίστοιχα τα ακίνητα σημειακά φορτία Q1=-2,7 μc και Q2=12,5 μc. Για το όλο σύστημα που βρίσκεται στο κενό να υπολογίσετε: Α) Την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στην κορυφή Γ. Β) Το ηλεκτρικό τοπικό δυναμικό στην κορυφή Γ. Γ) Την ενέργεια που απαιτείται για να μεταφερθεί σημειακό ηλεκτρικό φορτίο Q=2,5 μc από το άπειρο στην κορυφή Γ. Δ) Να βρείτε την ηλεκτρική δυναμική ενέργεια ενός δοκιμαστικού φορτίου q= +0,02μC που τοποθετείται στο σημείο Α του πεδίου. Δίνεται Κ ηλ =9Χ10 9 Ν m 2 / C Ένα ακίνητο σημειακό ηλεκτρικό φορτίο Q=+8 nc δημιουργεί στο χώρο γύρω του ηλεκτροστατικό πεδίο. Σε ένα σημείο Α, που απέχει απόσταση r από το Q, η ένταση του πεδίου είναι E=800 N/C. Να υπολογίσετε: A) το δυναμικό του σημείου Α. B) τη δυναμική ηλεκτρική ενέργεια φορτίου q=-1 μc που τοποθετείται στο Α. Ποια είναι η φυσική σημασία του προσήμου της; Γ) το έργο της δύναμης του πεδίου όταν το φορτίο q μετακινείται από το σημείο Α σε σημείο B, το οποίο απέχει από το Q απόσταση 2r. Δίνεται : Κ ηλ =9Χ10 9 Ν m 2 / C 2. 10

11 16. Η δυναμική ηλεκτρική ενέργεια που αποκτά ένα σωματίδιο με φορτίο q=-200μc, όταν το φέρουμε στο σημείο Α του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργεί το ακίνητο σημειακό φορτίο Q, είναι +0,8 J. A) Ποιο είναι το πρόσημο του φορτίου Q και γιατί; Να υπολογίσετε την τιμή του δυναμικού του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργεί το φορτίο Q στο σημείο Α. B) Να υπολογίσετε την τιμή του δυναμικού του ηλεκτρικού πεδίου που δημιουργεί το φορτίο Q στο σημείο Γ. Γ) Αν αφήσουμε το σωματίδιο με φορτίο q ελεύθερο από το σημείο Α, να υπολογίσετε το έργο της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου κατά τη μετακίνηση του q από το Α στο Γ. 17. Στα άκρα ευθυγράμμου τμήματος AB=1 m, βρίσκονται φορτία Q 1 = 1 μc και Q2=-2 μc αντίστοιχα στο κενό. Να υπολογισθεί το έργο που παράγεται για τη μεταφορά ενός φορτίου Q= 1Ο/9 μc από τη θέση Γ στη θέση Δ του ευθυγράμμου τμήματος ΑΒ, σημεία για τα οποία είναι: ΑΓ=0,2 m και ΑΔ=0,8 m. Απάντηση: Ο, Joule. 18. Στα σημεία Α, Γ της διαγωνίου ΑΓ τετραγώνου ΑΒΓΔ, πλευράς 0,1m, βρίσκονται ακλόνητα τα φορτία Q A = C και Q B = C. Να υπολογίσετε: Α) To μέτρο της έντασης του ηλεκτρικού πεδίου στο κέντρο του τετραγώνου. Β) Το δυναμικό στην κορυφή B. Γ) Τη δυναμική ενέργεια του συστήματος των δύο φορτίων. Δ) Την ελάχιστη ενέργεια που πρέπει να προσφερθεί για τη μετακίνηση του ενός από τα δύο φορτία σε άπειρη απόσταση. Δίνεται : Κ ηλ =9Χ10 9 Ν m 2 / C 2. 11

12 19. Οι οπλισμοί ενός επίπεδου πυκνωτή χωρητικότητας C 0 = 10μF απέχουν μεταξύ τους απόσταση L 0 = 2cm και συνδέονται με τους πόλους πηγής τάσης V 0 = 100V. Έχοντας την πηγή συνεχώς συνδεδεμένη στους οπλισμούς του πυκνωτή, διπλασιάζουμε την απόσταση μεταξύ των οπλισμών του. Να βρείτε για τον πυκνωτή τόσο πριν όσο και μετά τον διπλασιασμό της απόστασης των οπλισμών του: Α) την χωρητικότητα του. Β) την τάση του. Γ) το φορτίο του. Δ) την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου μεταξύ των οπλισμών του. Ε) την ενέργεια του. 20. Ηλεκτρικό εκκρεμές αποτελείται από μικρή σφαίρα μάζας m=1 g και φέρει φορτίο Q=+ 3 μc. Όταν το εκκρεμές τοποθετηθεί ανάμεσα σε δύο αντίθετα φορτισμένες κατακόρυφες πλάκες που απέχουν μεταξύ τους 1=0,1 m, ισορροπεί σχηματίζοντας με την κατακόρυφο γωνία 30 μοιρών. Να βρεθεί η διαφορά δυναμικού μεταξύ των πλακών. Απάντηση: 333,3 V. 21. Μικρή σταγόνα ορυκτέλαιου, που έχει μάζα m=4x10-12 Kg, ισορροπεί μεταξύ δύο οριζοντίων πλακών, που έχουν απόσταση L=2cm και είναι αντίθετα φορτισμένες με διαφορά δυναμικού V= V. Να βρεθεί το φορτίο της σταγόνας, καθώς και ο αριθμός των ηλεκτρονίων που έχει αποβάλλει ώστε να έχει φορτιστεί με το φορτίο που βρήκατε. Δίνονται: g=10m/s 2 και φορτίο ηλεκτρονίου q e = -1,6 x C. Απάντηση: 8x10-17 C. 22. Επίπεδος πυκνωτής αέρα με χωρητικότητα Co=1 μf είναι συνδεδεμένος με πηγή τάσης 100 V. Αν στο χώρο ανάμεσα στους οπλισμούς του, που απέχουν μεταξύ τους l = 5 cm, βάλουμε νερό διηλεκτρικής σταθεράς ε = 80, να βρείτε μετά την εισαγωγή του νερού. Να βρείτε: 12

13 Α) τη χωρητικότητα του πυκνωτή. Β) την τάση του. Γ) το φορτίο του. Δ) την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου μεταξύ των οπλισμών του. Ε) την ενέργειά του. 23. Επίπεδος πυκνωτής είναι φορτισμένος με τάση 100 V και η απόσταση μεταξύ των οπλισμών του είναι 1O cm. Σε ένα σημείο Α του ομογενούς ηλεκτρικού πεδίου του πυκνωτή αφήνεται ελεύθερο ένα πρωτόνιο. Το πρωτόνιο αρχίζει να κινείται με την επίδραση της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου. Να υπολογίσετε: Α) την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου. Β) την επιτάχυνση που αποκτά το πρωτόνιο. Γ) την κινητική ενέργεια του πρωτονίου σε σημείο B που απέχει από το Α απόσταση 2 cm. Δίνονται: Για το πρωτόνιο είναι q ρ =1,6X10-19 C και m p =1,6X10-27 kg. 24. Δύο οριζόντιες ετερώνυμα φορτισμένες μεταλλικές πλάκες απέχουν μεταξύ τους 0.16 m και έχουν διαφορά δυναμικού V=100 V. Α) Ποια είναι η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου ανάμεσά τους; Β) Ποιο το μέτρο της δύναμης που ασκείται σ' ένα ηλεκτρόνιο που βρίσκεται μέσα στο ηλεκτρικό πεδίο; Γ) Μετά από πόσο χρόνο και με πόση ταχύτητα θα φθάσει το ηλεκτρόνιο στο θετικό οπλισμό, αν εισέλθει από τον αρνητικό οπλισμό χωρίς αρχική ταχύτητα; Δίνονται: Μάζα ηλεκτρονίου m e =9x10-31 Kg και φορτίο ηλεκτρονίου e=l,6x10-19 C Επιμέλεια: Σιώρης Γεώργιος 13

14