TFY0 Fysikk. Institutt fo fysikk, NTNU. ving 0. Opplysninge: esom ikke nnet e oppgitt, nts det t systemet e i elektosttisk likevekt. esom ikke nnet e oppgitt, e potensil"undefosttt elektosttisk potensil", og tilsvende fo potensiell enegi". esom ikke nnet e oppgitt, e nullpunkt fo (elektosttisk) potensil og potensiell enegi vlgt uendelig lngt bote. Noe v dette kn du f buk fo: =" 0 = 9 0 9 Nm /, e = :6 0 9, m e m p = :67 0 7 kg, g = 9:8 m/s = 9: 0 kg, Symbole ngis i kusiv (f.eks fo potensil) mens enhete ngis uten kusiv (f.eks fo volt). ) u binge en positivt ldet glss-stv nesten inntil den ene (den til venste) v to nytle metllkule som e i innbydes kontkt. eette fjene du de to metllkulene f hvende. h metllkul til hye ftt positiv ldning. negtiv ldning. smme ldning som kul til venste. netto ldning, men fotegnet kn ikke bestemmes.? ) Fem like stoe positive punktldninge q e plsset p et kvdt som vist i guen. En sjette positiv punktldning q 0 e plsset i kvdtets sentum O. I hvilken etning vike nettokften p q 0? q q Lngs O. Lngs O. Lngs O. Lngs O. O q q q q
) To unifomt ldete kule h ldning henholdsvis og. Hvilken gu beskive koekt de elektosttiske keftene som vike p de to kulene?........ ) et elektiske feltet p symmetiksen og i vstnd f sentum v en jevnt ldet sikul skive med ldning og dius R e = R " 0 R R= R " 0 R R= R " 0 R = R " 0 R Tips: ude gensetilfelle v de oppgitte ltentivene i stedet fo egne. 5) Hvis det elektiske feltet E som funksjon v vstnden f en ldningsfodeling e som vist i gf n, hvilken gf vise d det elektiske potensilet som funksjon v vstnden? (Tips: Husk t E =, med kulesymmeti E() = d =d.) E 5 5
6) En ldet glss-stv binges i nheten v et elektisk nytlt stykke metll slik t metllet f et oveskudd v negtiv og positiv ldning p henholdsvis venste og hye side, som vist i guen. P metllstykket e d det elektiske potensilet like stot ovelt. stst p den positive siden. stst p den negtive siden. stst p midten.??? 7) Hvilken vekto epesentee best etningen til det elektiske feltet i punktet P p 0-volts ekvipotensil- ten? P 0 0 0 0 8) En pllellpltekondenstoe h ldning og p henholdsvis ve og nede metllplte. Kondenstoen e i utgngspunktet fylt med luft, men s skyves en dielektisk skive (med smme el som metllpltene) inn mellom pltene, som vist i guen. Hvilken v flgende pstnde e d iktig? Potensilfoskjellen mellom metllpltene fobli uendet. Kondenstoens kpsitns fobli uendet. Potensiell enegi lget i kondenstoen fobli uendet. en elektiske feltstyken i luftlgene fobli uendet. fø ette luft luft dielektisk skive luft 9) To (tilnmet uendelig) stoe pllelle metllplte h like stot el og netto ldning henholdsvis og. Pltene ligge i innbydes vstnd d (d p ). Hvo sto e den innbydes kften p teenhet, f = F=, mellom de to pltene desom = = = 0 5 /m? 5.7 N/m 88 N/m 5 N/m.6 kn/m, F _, d
0) En vilklig fomet elektisk lede h netto ldning. Hv skje i punktet P desom ldningen p ledeen kes til? Kun potensilet fodobles. Kun den elektiske feltstyken fodobles. de potensilet og den elektiske feltstyken fodobles. de potensilet og den elektiske feltstyken hlvees. P ) To negtive punktldninge, hve med ldning q, e plsset p -ksen i henholdsvis = og i =. et elektiske feltet p -ksen e d = ^. Hvilken gf ngi iktig? ) Riktig gu ngi elektiske feltlinje i et pln som g gjennom sentum v en metllkule med nettoldning > 0. ) Fie punktldninge e plsset i y-plnet. To h positiv ldning q og ligge i henholdsvis (; y) = (; ) og ( ; ), og to h negtiv ldning q og ligge i henholdsvis (; y) = (; ) og ( ; ). Hv bli etningen p det elektiske feltet E p -ksen (nt > ), dvs i (; 0)? y Lngs ^. Lngs ^. Lngs ^y. Lngs ^y. q q q q
) Fo systemet med de e punktldningene i oppgve 9: Hv bli (; 0), dvs p -ksen? = 0 = q=" 0 p = q=" 0 ( ) = q=" 0 p ( ) 5) En pllellpltekondensto best v to pllelle metllplte i innbydes vstnd d. e to metllpltene h ldning henholdsvis og. En metllskive med tykkelse h = d= settes inn midt mellom pltene. bli potensilfoskjellen mellom kondenstopltene ni gnge ste. te gnge ste. te gnge minde. ni gnge minde. h d 6) Potensilet p et uendelig stot positivt ldet pln e 0. Plnet h en unifom ldningstetthet n/m. I hvilken vstnd f plnet e d = 0? 9 m 9 cm 9 mm Potensilet e he negtivt ovelt. 7) To tilnmet uendelig stoe metllplte h ldning p teenhet og e plsset i yz{plnet, dvs i = 0 (den positive), og i = 5 (den negtive), som vist i guen nedenfo til venste. Rommet mellom pltene e delvis fylt med to (elektisk nytle) dielektiske lg, som vist i guen til venste. et dielektiske lget i ommet 0 < < h pemittivitet " = " 0. et dielektiske lget i ommet < < 5 h pemittivitet " = " 0. Hvilken v de e gfene i guen nedenfo til hye illustee d potensilet som funksjon v vstnden f den positivt ldete metllplt? ε vkuum ε 0 ε 0 5 0 5 0 5 0 5 0 5
8) En pllellpltekondensto best v to pllelle metllplte i innbydes vstnd d. e to metllpltene h el og ldning henholdsvis og. Et dielektikum med pemittivitet " = " " 0 > " 0 fylle den nedeste hlvdelen v ommet mellom kondenstopltene, som vist i guen. I den veste hlvdelen h vi vkuum. Hv bli kondenstoens kpsitns, uttykt ved 0 = " 0 =d, som ville h vt kpsitnsen uten dielektikumet til stede? (Tips: ette e en seiekobling v to kondenstoe.), = [" =(" )] 0 = [" =(" )] 0 d = (" ) 0 = [(" )=] 0 ε 0 ε = ε ε 0, 9) En sylindekondensto best v to (tynne) pllelle konsentiske metllsylinde, den inneste med dius og den ytteste med dius b. e to sylindene h lengde L og ldning p lengdeenhet henholdsvis (innest) og (yttest). (nt L ; b.) Et dielektikum med pemittivitet " fylle ommet mellom inde og yte metllsylinde. et oppgis t det elektiske feltet i omdet < < b e E() = (=")^, de ngi vstnden f sylindenes sentekse, og ^ e enhetsvekto i etning nomlt p sylindenes kse. Hv bli sylindekondenstoens kpsitns? [Tips: estem fst potensilfoskjellen mellom inde og yte sylinde.] L = "L =b = "L = = "L= ln(=b) = "L= ln(b=) ε λ E λ b 0) Hv bli ldningen ngitt i ketsen til hye? 0 = 0 0 =5 0 = 0
ving 0 TFY0 Fysikk. Svtbell: Oppgve 5 6 7 8 9 0 5 6 7 8 9 0 He v det svltentive p oppgve. Til eksmen bli det 5.