Matura z fizyki

Matura z fizyki: Elektrostatyka

Ładunek elektryczny, prawo Coulomba, natężenie i potencjał pola elektrycznego, napięcie, kondensatory, energia pola.

⚓ Kurs maturalny

Jak elektrostatyka pojawia się na maturze?

Elektrostatyka pojawia się na maturze regularnie, często jako wstęp do zagadnień prądu elektrycznego. Na poziomie podstawowym dominują zadania z prawem Coulomba i natężeniem pola. Na rozszerzonym dochodzą kondensatory, energia pola oraz ruch ładunków w polu elektrycznym połączony z dynamiką.

Poziom: podstawowy i rozszerzony.

Typowe zadania maturalne

Typ zadania z elektrostatyki
Obliczenie siły Coulomba między dwoma ładunkami punktowymi.
Wyznaczenie natężenia pola elektrycznego w danym punkcie.
Obliczenie pojemności kondensatora lub zgromadzonego ładunku.
Wyznaczenie energii kinetycznej cząstki rozpędzonej w polu elektrycznym.

Strategia na egzaminie

  • Zamieniaj ładunki na kulomby (mikro i nano kulomby na C) przed liczeniem.
  • Pamiętaj o znakach ładunków - decydują o przyciąganiu lub odpychaniu.
  • Przy kilku ładunkach dodawaj siły wektorowo, uwzględniając kierunki.
  • W zadaniach z polem między płytami korzystaj ze związku E = U/d.

Najważniejsze wzory

Prawo Coulomba
$$F=k\frac{|q_1 q_2|}{r^2}$$
Siła oddziaływania między dwoma ładunkami punktowymi.
Natężenie pola
$$E=\frac{F}{q}$$
Siła działająca na jednostkowy ładunek próbny.
Natężenie pola ładunku punktowego
$$E=k\frac{|q|}{r^2}$$
Natężenie pola wytworzonego przez ładunek punktowy.
Potencjał ładunku punktowego
$$V=k\frac{q}{r}$$
Potencjał pola w odległości r od ładunku.
Praca pola
$$W=qU$$
Praca przy przeniesieniu ładunku przez napięcie U.
Pole między płytami
$$E=\frac{U}{d}$$
Natężenie jednorodnego pola między okładkami kondensatora.
Pojemność kondensatora
$$C=\frac{Q}{U}$$
Stosunek ładunku do napięcia na kondensatorze.
Energia kondensatora
$$E_k=\frac{1}{2}CU^2$$
Energia zgromadzona w naładowanym kondensatorze.

Najczęściej zadawane pytania

Jakie wartości stałych przyjąć w zadaniach?

Stała Coulomba k wynosi około 9 razy 10 do 9 N m2/C2, a ładunek elementarny e to około 1,6 razy 10 do -19 C. Wartości te są podane w karcie wzorów.

Jak liczyć siłę przy trzech ładunkach?

Oblicz osobno siłę od każdego ładunku na dany ładunek, a następnie dodaj wektory, uwzględniając ich kierunki i zwroty (np. metodą równoległoboku).

Jak obliczyć prędkość elektronu rozpędzonego napięciem?

Skorzystaj z zasady zachowania energii: praca pola qU zamienia się w energię kinetyczną. Z równania qU = mv2/2 wyznacz prędkość v.

Potrzebujesz pomocy z fizyką?

Dołącz do kursu online albo umów indywidualne korepetycje. Tłumaczymy fizykę prosto — krok po kroku, aż zrozumiesz.

👨‍🏫 Zobacz korepetycje 📚 Przejdź do kursu

Zobacz również

Teoria i wzory Elektrostatyka — teoria Definicje, prawa i wzory z elektrostatyki. Zadania Zadania z elektrostatyki Rozwiązania krok po kroku. Powiązany dział Prąd elektryczny Przejdź do teorii prądu elektrycznego. Powiązany dział Magnetyzm Przejdź do teorii magnetyzmu. Powiązany dział Grawitacja Przejdź do teorii grawitacji.