RYS. L.8 — ELEKTROSTATYKA

Elektrostatyka — sprawdzian z fizyki, liceum klasa 2

Elektrostatyka to ładunki w spoczynku: elektryzowanie przez pocieranie i dotyk, zasada zachowania ładunku, pole elektryczne i jego linie oraz kondensator, który magazynuje energię. Poniżej wzory, trzy zadania rozwiązane krok po kroku i grupa A sprawdzianu.

Grupa A — PDF za darmo ↓Ściąga wzorów

LICEUM · CAŁA KLASA 2 · 12 materiałów · z kluczem

Fizyka, liceum klasa 2

Cała fizyka klasy 2 liceum i technikum (zakres podstawowy), 4 działy: sprawdziany i kartkówki A–E oraz karty pracy, każdy z kluczem.

osobno ~~46,80 zł~~

27,90 zł −40%

Kup pakiet Dodaj do koszyka

PDF od razu po zapłacie · BLIK · bez konta · faktura dla szkoły

Lista kontrolna przed sprawdzianem

ładunek elektryczny, ładunek elementarny, zasada zachowania ładunku
elektryzowanie przez pocieranie, dotyk i wpływ; przyciąganie ciał obojętnych
pole elektryczne i jego linie wokół ładunków i przewodników
pole jednorodne między przeciwnie naładowanymi płytkami
kondensator: dwa przeciwnie naładowane przewodniki, napięcie między nimi, magazyn energii
doświadczenia: linie pola wokół przewodnika, rozładowanie kondensatora (lampa błyskowa, iskra)

UWAGA: W podstawie programowej elektrostatyka jest działem VI, po termodynamice, i w naszej serii należy do klasy 2. W części szkół i podręczników jest jednak w klasie 3, razem z prądem elektrycznym — stąd hasła „sprawdzian klasa 3 elektrostatyka”. O klasie decyduje szkoła, dlatego porównaj zakres poniżej.

ZAKRES: Obliczanie siły oddziaływania ładunków z prawa Coulomba (VI.2) to w zakresie podstawowym wymaganie fakultatywne — ROZSZERZENIE, nie ma go w naszych sprawdzianach. Jeśli nauczyciel je realizuje: $F = k \frac{q _{1} q _{2}}{r ^{2}}$ , $k = 9 \cdot 1 0^{9} \frac{N \cdot m ^{2}}{C ^{2}}$ .

Ściąga wzorów: Elektrostatyka

Poz.	Wzór	Oznaczenia	Jednostka
W1	$q = n e$	ładunek to wielokrotność ładunku elementarnego $e = 1, 6 \cdot 1 0^{- 19} C$	$C$
W2	$q_{1} + q_{2} = q_{1}^{'} + q_{2}^{'}$	zasada zachowania ładunku: w układzie izolowanym łączny ładunek się nie zmienia	$C$
W3	$E = \frac{F}{q}$	natężenie pola: siła działająca na jednostkowy ładunek	$\frac{N}{C}$
W4	$E = \frac{U}{d}$	natężenie pola jednorodnego między płytkami odległymi o $d$	$\frac{V}{m}$
W5	$W = q U$	praca sił pola przy przesunięciu ładunku między punktami o napięciu $U$	$J$
W6	$C = \frac{Q}{U}$	pojemność kondensatora	$F$
W7	$E = \frac{Q U}{2} = \frac{C U ^{2}}{2}$	energia zgromadzona w naładowanym kondensatorze	$J$

Rozwiąż jak fizyk

liczby sprawdzone programem

3 zadania typowe dla sprawdzianu z tego działu, każde w 4 krokach: dane, szukane, wzór, obliczenia ze sprawdzeniem jednostek.

ZAD. 1

Dwie jednakowe metalowe kulki mają ładunki $+ 12 nC$ i $- 4 nC$ . Kulki zetknięto i rozsunięto. Jaki ładunek ma teraz każda kulka? Ile elektronów przepłynęło między kulkami?

1DANE
$q_{1} = + 12 nC, q_{2} = - 4 nC$ $e = 1, 6 \cdot 1 0^{- 19} C$
2SZUKANE
$q = ? [nC], n = ?$
3WZÓR
$q = \frac{q _{1} + q _{2}}{2}, n = \frac{Δ q}{e}$ Ładunki dodajesz ze znakami. Elektrony przepływają do kulki naładowanej dodatnio, aż ładunki się wyrównają.
4OBLICZENIA
$q_{1} + q_{2} = + 12 nC + (- 4 nC) = + 8 nC$ $Δ q = 12 nC - 4 nC = 8 nC, n = \frac{8 \cdot 1 0 ^{- 9}}{1 , 6 \cdot 1 0 ^{- 19}} = 5 \cdot 1 0^{10}$ $q = + 4 nC na ka \overset{z}{˙} dej kulce$

SPRAWDZONO JEDNOSTKI

\frac{[ C ]}{[ C ]} = liczba (bez jednostki) ✓

Odpowiedź: Każda kulka ma ładunek +4 nC. Z kulki naładowanej ujemnie na dodatnią przepłynęło $5 \cdot 1 0^{10}$ elektronów.

ZAD. 2

Dwie równoległe płytki odległe o 4 cm podłączono do napięcia 200 V. Oblicz natężenie pola jednorodnego między płytkami i siłę działającą na elektron w tym polu.

1DANE
$U = 200 V$ $d = 4 cm = 0, 04 m$ $e = 1, 6 \cdot 1 0^{- 19} C$
2SZUKANE
$E = ? [\frac{V}{m}], F = ? [N]$
3WZÓR
$E = \frac{U}{d}, F = e E$ Na elektron działa siła o zwrocie przeciwnym do linii pola, czyli w stronę płytki dodatniej.
4OBLICZENIA
$E = \frac{200 V}{0 , 04 m} = 5000 \frac{V}{m}$ $F = 1, 6 \cdot 1 0^{- 19} C \cdot 5000 \frac{V}{m} = 8 \cdot 1 0^{- 16} N$ $E = 5000 \frac{V}{m}, F = 8 \cdot 1 0^{- 16} N$

SPRAWDZONO JEDNOSTKI

[C] \cdot [\frac{V}{m}] = [\frac{J}{m}] = [N] ✓

Odpowiedź: Natężenie pola wynosi 5000 V/m, a na elektron działa siła $8 \cdot 1 0^{- 16} N$ skierowana do płytki dodatniej.

ZAD. 3

Kondensator o pojemności $200 μ F$ naładowano do napięcia 30 V. Oblicz ładunek zgromadzony na okładce i energię kondensatora.

1DANE
$C = 200 μ F = 200 \cdot 1 0^{- 6} F$ $U = 30 V$
2SZUKANE
$Q = ? [C], E = ? [J]$
3WZÓR
$Q = C U, E = \frac{Q U}{2}$ Mikrofarad to $1 0^{- 6} F$ — bez tej zamiany wynik jest milion razy za duży.
4OBLICZENIA
$Q = 200 \cdot 1 0^{- 6} F \cdot 30 V = 6 \cdot 1 0^{- 3} C$ $E = \frac{0 , 006 C \cdot 30 V}{2}$ $Q = 0, 006 C = 6 mC, E = 0, 09 J$

SPRAWDZONO JEDNOSTKI

[F] \cdot [V] = [C], [C] \cdot [V] = [J] ✓

Odpowiedź: Na okładce jest ładunek 0,006 C (6 mC), a kondensator magazynuje 0,09 J energii.

Sprawdź się: 5 pytań

odpowiedzi od razu z wyjaśnieniem

SPRAWDŹ SIĘ · 5 PYTAŃ · OK. 3 MINUTY

Elektrostatyka — szybki test

5 PYTAŃ

1. Dwie jednakowe metalowe kulki o ładunkach

+ 6 nC

- 2 nC

zetknięto i rozsunięto. Jaki ładunek ma każda kulka?

Z zasady zachowania ładunku łączny ładunek to $+ 6 + (- 2) = + 4 nC$ ; jednakowe kulki dzielą go po równo: $+ 2 nC$ .

2. Płytki odległe o 2 cm podłączono do napięcia 100 V. Ile wynosi natężenie pola jednorodnego między nimi?

$E = \frac{U}{d} = \frac{100 V}{0 , 02 m} = 5000 \frac{V}{m}$ . Odległość trzeba zamienić na metry.

3. Jaki zwrot mają linie pola elektrycznego?

Linie pola wychodzą z ładunku dodatniego i wchodzą do ujemnego. Ich zwrot to zwrot siły działającej na ładunek dodatni.

4. Kondensator o pojemności

10 μ F

naładowano do napięcia 100 V. Ile wynosi ładunek na jego okładce?

$Q = C U = 10 \cdot 1 0^{- 6} F \cdot 100 V = 1 0^{- 3} C = 0, 001 C$ .

5. Co się dzieje, gdy pałeczkę ebonitową pocieramy suknem i ebonit elektryzuje się ujemnie?

Ładunek nie powstaje ani nie znika — elektrony tylko przechodzą z sukna na ebonit. Sukno ma potem ładunek dodatni o tej samej wartości.

wynik nie jest nigdzie zapisywany

Przelicznik jednostek działu

mC → C (: 1000)
nC → C (: 1 000 000 000)
kV → V (· 1000)
cm → m (: 100)
mJ → J (: 1000)

Wszystkie jednostki w jednym miejscu: przelicznik jednostek.

Sprawdzian do wydruku

WYDANIE A · BEZPŁATNE

Grupa A sprawdzianu

Elektrostatyka: pełny arkusz grupy A do wydruku (bez klucza). Rozwiąż go na czas, jak na lekcji.

Pobierz PDF ↓

WYDANIE A–E · Z KLUCZEM

Grupy A–E, klucz, punktacja

Elektrostatyka — sprawdzian z fizyki, liceum klasa 2, grupy A–E. W sklepie Nie każ mu liczyć!

3,90 złW sklepie →Dodaj do koszyka

PDF od razu po zapłacie · BLIK · bez konta · faktura dla szkoły

Więcej do tego działu

Kartkówka A–E · 3,90 złElektrostatyka

Grupa A gratis (PDF)W sklepie →Dodaj do koszyka
Karty pracy A–E · 3,90 złElektrostatyka

Karta A gratis (PDF)W sklepie →Dodaj do koszyka

Uwagi: typowe błędy

Ładunki kulek dodane bez znaków: $+ 12 nC$ i $- 4 nC$ dają razem $+ 8 nC$ , a nie $16 nC$ .
Odległość płytek w centymetrach wstawiona do $E = \frac{U}{d}$ — zamień ją na metry.
Zły zwrot siły: na elektron działa siła przeciwna do linii pola, a na ładunek dodatni — zgodna z liniami pola.
Pojemność w mikrofaradach wstawiona bez $1 0^{- 6}$ — energia wychodzi milion razy za duża.
Twierdzenie, że przy pocieraniu powstaje ładunek: elektrony tylko przechodzą z ciała na ciało, a łączny ładunek się nie zmienia.

Elektrostatyka to klasa 2 czy 3 liceum?

To zależy od szkoły. W podstawie programowej elektrostatyka jest po termodynamice, a przed prądem elektrycznym; część szkół przerabia ją w klasie 2, część w klasie 3. Wymagania są te same, więc ten sprawdzian pasuje do obu klas.

Co jest na sprawdzianie z elektrostatyki?

Zasada zachowania ładunku, elektryzowanie ciał i liczba przeniesionych elektronów, linie pola elektrycznego, pole jednorodne między płytkami oraz kondensator jako magazyn energii.

Czy na sprawdzianie jest prawo Coulomba?

W zakresie podstawowym prawo Coulomba jest wymaganiem fakultatywnym — o jego realizacji decyduje nauczyciel. Dlatego nie ma go w naszych sprawdzianach, a wzór podajemy wyżej jako rozszerzenie.

Jak narysować linie pola elektrycznego?

Linie wychodzą z ładunku dodatniego i wchodzą do ujemnego, nigdy się nie przecinają i są prostopadłe do powierzchni przewodnika. Między dwiema przeciwnie naładowanymi płytkami są równoległe i jednakowo gęste — to pole jednorodne.

Czy to sprawdzian z podręcznika?

Nie. To nasz autorski sprawdzian w grupach A–E do tego samego zakresu podstawy programowej, a nie odpowiedzi wydawnictwa. Grupę A pobierzesz za darmo.

UWAGA DLA NAUCZYCIELA

Do elektrostatyki jest sprawdzian A–E (7 zadań, 20 pkt), kartkówka A–E i 5 kart pracy: zasada zachowania ładunku, elektryzowanie i liczba elektronów, linie pola, pole jednorodne, praca pola, kondensator i jego energia. Bez prawa Coulomba (wymaganie fakultatywne).

Zestaw w sklepie →

Elektrostatyka — sprawdzian z fizyki, liceum klasa 2

Lista kontrolna przed sprawdzianem

Ściąga wzorów: Elektrostatyka

Rozwiąż jak fizyk

Sprawdź się: 5 pytań

Elektrostatyka — szybki test

Ten dział trzeba jeszcze przećwiczyć

Ten dział masz opanowany

Przelicznik jednostek działu

Sprawdzian do wydruku

Grupa A sprawdzianu

Grupy A–E, klucz, punktacja

Więcej do tego działu

Uwagi: typowe błędy