Škola: Autor: DUM: Vzdělávací obor: Tematický okruh: Téma:
Masarykovo gymnázium Vsetín Mgr. Jitka Novosadová MGV_F_SS_3S3_D12_Z_OPAK_E_Elektricky_naboj_a_elektricke_ pole_T Člověk a příroda – Fyzika Elektrický náboj a elektrické pole Opakování učiva formou testových úloh
ELEKTRICKÝ NÁBOJ A ELEKTRICKÉ POLE POJMY K ZOPAKOVÁNÍ elektrický náboj, elementární náboj, vodič, izolant, coulomb, Coulombův zákon, elektrická síla, permitivita, relativní permitivita, intenzita elektrického pole, radiální elektrické pole, homogenní elektrické pole, práce v elektrickém poli, elektrické napětí, volt, potenciální energie v elektrickém poli, elektrický potenciál, ekvipotenciální plocha, plošná hustota náboje, elektrostatická indukce, dielektrikum, atomová a orientační polarizace dielektrika, kapacita vodiče, kondenzátor, farad, sériové a paralelní zapojení kondenzátorů, energie kondenzátoru
Testové úlohy – varianta A Konstanty: k =
9∙109 N∙m2∙C-2
1. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Elektrický náboj je základní fyzikální veličina soustavy SI. b. Dva souhlasné náboje se odpuzují. c. Existují tři druhy elektrického náboje – kladný, záporný a neutrální. d. Elementární náboj je řádu 1019 C. 2. Typickým dielektrikem je: a. olej b. germanium c. modrá skalice rozpuštěná ve vodě d. stříbro 3. Jak se změní velikost elektrické síly působící mezi dvěma náboji, když náboje přesuneme do trojnásobě velké vzdálenosti? a. síla bude 3x menší b. síla bude √3x menší c. síla bude 9x menší d. síla bude 3x větší 4. Relativní permitivita: a. má jednotku F∙m-1 b. má jednotku C2∙N-1∙m-2 c. má jednotku C2∙N-1∙m d. je bezrozměrná veličina 5. Ve kterém prostředí bude za jinak stejných podmínek největší intenzita elektrického pole? a. ve vzduchu b. v suchém vzduchu c. ve vakuu d. v petroleji 6. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Permitivita každého dielektrika je větší než 1. b. Relativní permitivita vzduchu je přibližně 1. c. Permitivita je konstanta charakterizující daný izolant. d. Permitivita jakéhokoliv dielektrika je menší než permitivita vakua, proto je vakuum nejlepším izolantem. Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
1/6
7. Velikost síly působící mezi dvěma bodovými náboji: a. se určí z Coulombova zákona b. je nepřímo úměrná vzdálenosti nábojů c. je nepřímo úměrná permitivitě vakua d. je přímo úměrná součtu velikostí nábojů 8. Elektrické pole vytvořené volným bodovým nábojem je: a. homogenní b. radiální c. ekvipotenciální d. heterogenní 9. Intenzita elektrického pole: a. je číselně rovna velikosti síly působící v daném místě na náboj o velikosti 1 C b. je dána vztahem
10.
11.
12.
13.
14.
15.
c. je vektorová veličina, která má vždy opačný směr než působící síla d. je veličina, která charakterizuje el. pole a nijak nesouvisí s okolním prostředím nábojů Elektrické napětí: a. nijak nesouvisí s prací, je to elektrická veličina b. má jednotku ampér c. mezi deskami kondenzátoru závisí nepřímo úměrně na jejich vzdálenosti d. mezi dvěma body el. pole je rovno rozdílu jejich potenciálů Vyberte pravdivé tvrzení: a. Ekvipotenciální plocha je kulová plocha. b. Elektrický potenciál je vektorová veličina. c. Jednotkou elektrického potenciálu je V. d. Elektrický potenciál je potenciální energie kladného bodového náboje. Vyberte pravdivé tvrzení: a. U vodivých těles se přivedený el. náboj rozmístí symetricky po celém objemu tělesa. b. Uvnitř nabité vodivé koule je intenzita elektrického pole maximální. c. U nepravidelných nabitých těles je největší hustota náboje v blízkosti hrotů a hran. d. Jednotkou plošné hustoty náboje je kg/m3. Atomová polarizace dielektrika znamená: a. pohyb elektronů ke kladné elektrodě a kladných iontů k záporné b. deformace atomů a molekul, vytvoření elektrických dipólů a jejich odpovídající natočení v elektrickém poli c. ochlazení dielektrika d. dodání příměsí s elektrickými náboji do dielektrika Vyberte nepravdivé tvrzení: a. Voda nemá neutrální molekuly. b. Vložením dielektrika se vytváří vnitřní pole opačného směru. c. V plastu vloženém mezi nabité desky kondenzátoru se žádné pole nevytvoří. d. Dielektrikum vložené do elektrického pole získává elektrický náboj. Kapacita deskového kondenzátoru: a. má jednotku farad b. je menší po vložení dielektrika než ve vakuu c. je přímo úměrná permitivitě prostředí mezi deskami d. se zmenšuje s rostoucí vzdáleností desek
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
2/6
16. Dva kladné náboje o velikosti 1 µC jsou umístěny ve vzduchu ve vzdálenosti 2 m od sebe. Určete velikost intenzity pole v bodě uprostřed mezi náboji. a. 18 kV/m b. 0 V∙m-1 c. 2250 V∙m-1 d. 4,5 V∙m-1 17. Dva sériově zapojené kondenzátory jsme připojili paralelně k třetímu. Všechny tři kondenzátory mají stejnou kapacitu, výsledná kapacita je 60 nF. Určete kapacitu jednotlivých kondenzátorů. a. 40 nF b. 20 nF c. 30 nF d. 10 nF 18. Určete energii kondenzátoru o kapacitě 40 µF, který je nabit na napětí 100 V. a. 4 J b. 200 mJ c. 200 kJ d. 2000 J 19. Určete napětí mezi vodiči, když víte, že při přenesení náboje o velikosti 150 nC byla vykonána práce 0,9 mJ. a. 135 V b. 6 kV c. 6 V d. 167 V 20. Kondenzátor je umístěn ve vakuu a má kapacitu 88,5 pF. Jeho obdélníkové desky jsou ve vzdálenosti 12 mm a mají výšku 20 cm. Určete druhý rozměr desek. a. 37 cm b. 40 cm c. 50 cm d. 60 cm
Testové úlohy – varianta B Konstanty: k =
9∙109 N∙m2∙C-2
1. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Elektrický náboj je vedlejší fyzikální veličinou soustavy SI. b. Velikost elektrického náboje měříme elektrometrem. c. Existují tři druhy elektrického náboje – kladný, záporný a neutrální. d. Elementární náboj je náboj jednoho atomu. 2. Mezi vodiče určitě nepatří: a. křemík b. hliník c. petrolej d. stříbro 3. Jak se změní velikost elektrické síly působící mezi dvěma náboji, když náboje přesuneme do čtyřnásobně velké vzdálenosti? a. síla bude 4x menší b. síla bude 2x menší c. síla bude 16x menší d. síla bude 2x větší
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
3/6
4. Jednotce permitivity odpovídá: a. F∙m-1 b. C2∙N-1∙m-2 c. C2∙N-1∙m d. % 5. Ve kterém prostředí bude za jinak stejných podmínek největší intenzita elektrického pole? a. ve vzduchu b. v suchém vzduchu c. ve vakuu d. ve vzduchu o teplotě 0 °C 6. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Relativní permitivita žádného dielektrika není menší než 1. b. Permitivita vakua je 1. c. Intenzita elektrického pole je tím menší, čím menší je permitivita dielektrika. d. Permitivita jakéhokoliv dielektrika je větší než permitivita vakua. 7. Velikost síly působící mezi dvěma bodovými náboji: a. se určí z Newtonova gravitačního zákona b. je nepřímo úměrná vzdálenosti nábojů c. je přímo úměrná permitivitě prostředí d. je přímo úměrná velikosti nábojů 8. Elektrické pole vytvořené mezi nabitými deskami kondenzátoru je: a. homogenní b. radiální c. ekvipotenciální d. heterogenní 9. Intenzita elektrického pole: a. je podílem elektrické síly, která by v daném místě působila na náboj, a tohoto náboje b. je vektorová veličina, která má vždy stejný směr jako působící síla c. je číselně rovna velikosti síly působící v daném místě na náboj o velikosti 1 C d. je veličina, jejíž hodnoty určujeme pouze experimentálně 10. Elektrické napětí: a. má jednotku ohm b. je podílem práce vykonané při přenesení náboje mezi dvěma body a tohoto náboje c. mezi deskami kondenzátoru závisí přímo úměrně na intenzitě pole mezi deskami d. mezi dvěma body el. pole je rovno podílu jejich potenciálů 11. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Jednotkou elektrického potenciálu je V∙m. b. Elektrický potenciál je vektorová veličina. c. Elektrický potenciál je nepřímo úměrný permitivitě prostředí. d. Ekvipotenciální plocha je množina bodů se stejným potenciálem. 12. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Jednotkou plošné hustoty náboje je C∙kg/m3. b. Uvnitř nabité vodivé koule je intenzita elektrického pole maximální. c. U nepravidelných nabitých těles je nejmenší hustota náboje v blízkosti hrotů a hran. d. U vodivých těles se přivedený el. náboj rozmístí pouze po povrchu tělesa. 13. Vložením dielektrika do elektrického pole: a. se dielektrikum nabije kladně b. se atomy dielektrika začnou pohybovat c. se atomy dielektrika polarizují a natáčí d. se nic neděje, protože dielektrikum je izolant Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
4/6
14. Vyberte pravdivé tvrzení: a. Voda má polarizované molekuly i mimo elektrické pole. b. Vložením dielektrika se vytváří vnitřní pole stejného směru jako má pole vnější. c. V plastu vloženém mezi nabité desky kondenzátoru se žádné pole nevytvoří. d. Dielektrikum vložené do elektrického pole nezískává elektrický náboj. 15. Kapacita deskového kondenzátoru: a. je větší po vložení dielektrika než ve vakuu. b. je nepřímo úměrná permitivitě prostředí mezi deskami. c. se zmenšuje s rostoucí plochou desek d. se zvětšuje s klesající vzdáleností mezi deskami 16. Dva záporné náboje o velikosti 1 µC jsou umístěny ve vzduchu ve vzdálenosti 2 m od sebe. Určete velikost intenzity pole v bodě uprostřed mezi náboji. a. 4,5 V∙m-1 b. 18 kV/m c. 2250 V∙m-1 d. 0 V∙m-1 17. Dva sériově zapojené kondenzátory jsme připojili paralelně k třetímu. Všechny tři kondenzátory mají stejnou kapacitu, výsledná kapacita je 90 nF. Určete kapacitu jednotlivých kondenzátorů. a. 60 nF b. 20 nF c. 30 nF d. 50 nF 18. Určete energii kondenzátoru o kapacitě 20 µF, který je nabit na napětí 100 V. a. 100 kJ b. 100 mJ c. 1000 J d. 2 J 19. Určete napětí mezi vodiči, když víte, že při přenesení náboje o velikosti 250 nC byla vykonána práce 1,25 mJ. a. 312,5 V b. 5 V c. 5 kV d. 200 V 20. Kondenzátor je umístěn ve vakuu a má kapacitu 88,5 pF. Jeho obdélníkové desky jsou ve vzdálenosti 6 mm a mají výšku 30 cm. Určete druhý rozměr desek. a. 49 cm b. 20 cm c. 40 cm d. 50 cm
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
5/6
SEZNAM ZDROJŮ [01] LEPIL, Oldřich a ŠEDIVÝ, Přemysl. Fyzika pro gymnázia. Elektřina a magnetismus. 6. vyd. Praha: Prometheus, [02]
2010. 342 s. ISBN 978-80-7196-385-1. LEPIL, Oldřich, Milan BEDNAŘÍK a Miroslava ŠIROKÁ. Fyzika: sbírka úloh pro střední školy. 3. vyd. Praha: Prometheus, c1995, 269 s. Učebnice pro střední školy (Prometheus). ISBN 80-719-6266-X.
METODICKÝ LIST Název školy Číslo projektu Autor Název šablony Název DUMu Stupeň a typ vzdělávání Vzdělávací oblast Vzdělávací obor Tematický okruh Druh učebního materiálu Cílová skupina Anotace Vybavení, pomůcky Klíčová slova
Datum
Masarykovo gymnázium Vsetín CZ.1.07/1.5.00/34.0487 Mgr. Jitka Novosadová III/2 – Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT MGV_F_SS_3S3_D12_Z_OPAK_E_Elektricky_naboj_a_elektricke_pole_T Gymnaziální vzdělávání Člověk a příroda Fyzika Elektrický náboj a elektrické pole Testové úlohy Žák, 15 – 20 let Testové úlohy jsou určeny do výuky studentům jako souhrnné zopakování probraného celku, náplň: elektrický náboj a elektrické pole elektrický náboj, elementární náboj, vodič, izolant, coulomb, Coulombův zákon, elektrická síla, permitivita, relativní permitivita, intenzita elektrického pole, radiální elektrické pole, homogenní elektrické pole, práce v elektrickém poli, elektrické napětí, volt, potenciální energie v elektrickém poli, elektrický potenciál, ekvipotenciální plocha, plošná hustota náboje, elektrostatická indukce, dielektrikum, atomová a orientační polarizace dielektrika, kapacita vodiče, kondenzátor, farad, sériové a paralelní zapojení kondenzátorů, energie kondenzátoru 5.11.2013
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
6/6
