2.5. Задачи для самостоятельного решения.

2.5.1. Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной – пластины до другой, приобретает скорость . Расстояние между пластинами d = 5,3 мм. Найти разность потенциалов U между пластинами, напряженность E электрического поля внутри конденсатора и поверхностную плотность зарядана пластинах.

2.5.2. Электрическое поле образовано двумя параллельными пластинами, находящимися на расстоянии d = 2 см друг от друга. К пластинам приложена разность потенциалов U = 120 В. Какую скорость получит электрон под действием поля, пройдя по линии напряженности расстояние?

2.5.3. Шарик радиусом R = 2 см заряжается отрицательно до потенциала . Найти массу m всех электронов, составляющих заряд, сообщенный шарику.

2.5.4. Каждая из восьми заряженных водяных капель радиусом r = 1 мм и зарядом q = 0,1 нКл сливается в одну общую водяную каплю. Найти потенциал большой капли.

2.5.5. Найти емкость С системы конденсаторов, изображенной на рис. Емкость каждого конденсатора C_i= 0,5мкФ.

2.5.6. Конденсатор емкостью С = 20 мкФ заряжен до разности потенциалов U = 100В. Найти энергию W этого конденсатора.

2.5.7. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S = 0,01 м², расстояние между ними d = 5 мм. Какая разность потенциалов U была приложена к пластинам конденсатора, если известно, что при разряде конденсатора выделилась Q = 4,19 мДж тепла?

2.5.8. Найти емкость С сферического конденсатора, состоящего из двух концентрических сфер с радиусами R₁= 10 см и R₂= 10,5 см. Пространство между конденсаторами заполнено маслом с.

2.6.Тест по теме: “Электроемкость. Конденсаторы. Соединения конденсаторов” для самостоятельного решения.

1. В каком из указанных случаев заряд на пластинах воздушного конденсатора и напряженность электростатического поля между ними наименьшее?

2. Каково соотношение между зарядами на пластинах двух последовательно соединенных конденсаторов, Если емкость первого больше емкости второго?

А. q₁=q₂В.q₁›q₂ С.q₁‹q_2.

Д. Среди ответов А-С нет правильного.

3. Емкость воздушного конденсатора равна 10 мкФ. Какова будет емкость этого конденсатора, если пространство между пластинами заполнить диэлектриком с ?

А. 10 мкФ; В. 20 мкФ; С. 5 мкФ;

Д. Среди ответов А-С нет правильного.

4. Какова электроемкость батареи, состоящей из тех одинаковых конденсаторов, соединенных по схемам, изображенным на рисунке?

А. ; В.; С.; Д..

5. При каком соединении трех одинаковых конденсаторов батарея будет пробита при напряжении несколько большем, чем то, на которое рассчитан каждый?

6. Изменится ли и каким образом энергия плоского конденсатора при увеличении поверхностной плоскости заряда пластин в 2 раза?

А. увеличится; В. уменьшится; С. не изменится;

Д. сначала увеличится, затем уменьшится

7. Чему будет равна общая емкость уединенных шаров, соединенных тонким и длинным проводом?

А. ; В.; С.;

Д. среди ответов А-С нет правильного.

8. каков общий заряд уединенных шаров, соединенных тонким и длинным проводом?

А. ; В.; С.;

Д. среди ответов А-С нет правильного.

9. Какой заряд появится на экране, если заряженный металлический шар поместить в центр проводящего сферического экрана, соединенного с землёй?

А. ; В.; С.; Д..

10. Выберите формулу силы, действующей со стороны одной пластины на другую в плоском конденсаторе:

А. ; В.; С.; Д..

11. как изменится заряд на конденсаторе, если его отключить от источника питания и раздвинуть пластины?

А. Увеличится; В. уменьшится; С. не изменится;

Д. среди ответов А-с нет правильного.

12.Как изменится напряжение на конденсаторе, подключенном к источнику постоянного напряжения, при изменении расстояния между пластинами?

А. увеличится; В. уменьшится; С. не изменится;

Д. среди ответов А-С нет правильного.

13. Какова энергия электрического поля конденсатора электроемкостью 20 мкФ при напряжении 10 В?

А. 200 Дж; В. 10 000 Дж; С. 2 10^-4Дж; Д. 10^-3Дж;

14. Конденсатор был заряжен до 10 В. При разряде конденсатора в электрической цепи выделилась энергия 0,05 Дж. Какой заряд был на обкладке конденсатора?

А. 10^-2Кл; В. 10^-4Кл; С. 5 10^-3Кл; Д. 0,1 Кл.

15. К заряженному конденсатору подключили параллельно второй такой же, но незаряженный конденсатор. Энергия электрического поля первого конденсатора до соединения со вторым конденсатором была равна 4 Дж. Какова энергия электрического поля первого конденсатора после его соединения со вторым?

А. 4 Дж; В. 2 Дж; С. 1 Дж; Д.0;

16. Какова сила притяжения, действующая со стороны незаряженной металлической пластины на положительный электрический заряд q₁, находящийся на расстоянии r от пластины?

А. ; В.; С.; Д. 0;

17. Пластины плоского конденсатора имеют электрические заряды +q и –q, площадь одной пластины S, расстояние между пластинами d. Какую работу нужно совершить для того, чтобы раздвинуть пластины на небольшое расстояние ?

А. ; В.; С.; Д.

18. Какая из формул согласуется с опытом:

1. и 2.? Имеется в виду жидкий или газообразный диэлектрик.

А.1; В. 2; С.1 и 2; Д. ни одна из этих формул не согласуется с опытом.

19. Если заряженный конденсатор с воздушным зазором частично погружается в жидкий диэлектрик, наблюдается втягивание диэлектрика в пространство между пластинами. Выберите положение характеризующее это явление.

1. заполнение зазора диэлектриком оказывается энергетически выгодным;

2. неоднородное поле у краев пластин конденсатора стремится переместить диполи в область сильного поля;

3. при частичном заполнении зазора диэлектриком конденсатор можно рассматривать как два параллельно включенных конденсатора, один с относительной частью зазора, заполненной жидкостью, второй – с воздушным зазором.

А. 1; В. 2; С. 3; Д. 1, 2, 3.

20. Формула связывает энергию конденсатора с зарядом на его обкладках, формула– с напряженностью поля. Что является носителем энергии – заряды или поле?

А. и заряды, и поле; В. заряды; С. поле;

Д. среди ответов А-С нет правильного.

21. Соотносите физические величины и их формулы:

I. энергия поля заряженного конденсатора

II. плотность энергии поля в плоском конденсаторе

III. энергия проводящего заряженного шара

1. ; 2.; 3.;

А. I,1 II,2 III,3; В. I,2 II,3 III,1; С. I,3 II,1 III,2; Д. I,1 II,3 III,2.

22. На сколько увеличится потенциал шара радиусом 3 см при сообщении ему заряда 20 нКл?

А. 13,5 10²В; В. 6000 В; С. 600 В;

Д. среди ответов А-С нет правильного.

23. Какой емкости конденсатор надо подключить последовательно к конденсатору емкостью 800 пФ, чтобы емкость батареи была равна 160 пФ?

А. 20 пФ; В. 960 пФ; С. 640 пФ; Д. 200 пФ.

24. На конденсаторе написано: 100 пФ, 300 В. Можно ли использовать этот конденсатор для накопления заряда 50 нКл?

А. можно; В. нельзя; С. исходя из данных задачи, ответить на этот вопрос невозможно.

25. Во сколько раз изменится емкость конденсатора при уменьшении рабочей площади пластин в 2 раза и уменьшении расстояния между ними в 3 раза?

А. увеличится в 1,5 раза; В. уменьшится в 1,5 раза;

С. не изменится; Д. уменьшится в 0,6 раза.

26. При введении в пространство между пластинами воздушного конденсатора твердого диэлектрика напряжение на конденсаторе уменьшится с 400 В до 50 В. какова диэлектрическая проницаемость диэлектрика?

А. 2 В.2,2 С. 6 Д.8.

27. Расстояние между пластинами плоского конденсатора увеличили в 3 раза. Как изменился заряд, если конденсатор отключили от источника напряжения.

А. увеличится; В. уменьшится; С. не изменится;

Д. по данным задачи ответить на вопрос нельзя.

28. Расстояние между пластинами плоского конденсатора увеличится в 3 раза. Как изменилось напряжение между пластинами, если конденсатор остался подключенным к источнику тока?

А. увеличилось; В. уменьшилось; С. осталось неизменным;

Д. по данным задачи ответить на вопрос нельзя.

29. Во сколько раз изменится энергия конденсатора при увеличении напряжения на нем в 4 раза?

А. увеличится в 4 раза; В. увеличится в 16 раз;

С. уменьшится в 4 раза; Д. не изменится.

30. Плоский воздушный конденсатор зарядили и отключили от источника напряжения. Как изменится энергия электрического поля конденсатора при уменьшении расстояния между пластинами в 2 раза?

А. увеличится в 2 раза; В. увеличится в 4 раза;

С. не изменится; Д. уменьшится в 2 раза.