Matura z fizyki

Matura z fizyki: Elektrostatyka

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

Jak elektrostatyka pojawia się na maturze?

Elektrostatyka pojawia się na maturze regularnie, często jako wstęp do zagadnień prądu elektrycznego. W zakresie 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: rozszerzony.

Typowe zadania maturalne

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

1Zamieniaj ładunki na kulomby (mikro i nano kulomby na C) przed liczeniem.
2Pamiętaj o znakach ładunków - decydują o przyciąganiu lub odpychaniu.
3Przy kilku ładunkach dodawaj siły wektorowo, uwzględniając kierunki.
4W zadaniach z polem między płytami korzystaj ze związku E = U/d.

Do zapamiętania

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.

Chcesz przerobić ten dział do końca?

W kursie dział „Elektrostatyka” ma lekcję wideo, cztery poziomy materiałów PDF (od teorii po arkusze CKE) i quiz. Możesz kupić sam ten dział za 177 zł albo cały kurs.

➕ Dział 10: Elektrostatyka →📚 Cały kurs i ceny 👨‍🏫 Zobacz korepetycje

Zobacz również

Teoria i wzoryElektrostatyka - teoriaDefinicje, prawa i wzory z elektrostatyki.ZadaniaZadania z elektrostatykiRozwiązania krok po kroku.Powiązany działPrąd stałyPrzejdź do teorii prądu stałego.Powiązany działMagnetyzmPrzejdź do teorii magnetyzmu.Powiązany działGrawitacjaPrzejdź do teorii grawitacji.