энергия, равная … мкДж. |
|
|
|
|
1) 0,5 |
2) 0,75 |
3) 1,0 |
4) 1,2 |
5) 15 |
1.85. Расстояние между обкладками плоского конденсатора, присоединенного к источнику постоянной ЭДС, удвоили в 2 раза и заменили в нем эбонитовую пластину ( 2) стеклянной ( 4). Энергия конденсатора …
1)увеличится в 4 раза
2)увеличится в 2 раза
3)уменьшится в 4 раза
4)уменьшится в 2 раза
5)не изменится
Задачи
1.86. В центре квадрата расположен положительный заряд 0,25 мкКл. Какой заряд надо поместить в каждой вершине квадрата, чтобы система зарядов находилась в равновесии? Что можно сказать о знаке зарядов? [ q 0,25 мкКл ]
1.87. Три одинаковых точечных заряда q1 q2 q3 9 нКл расположены в вершинах равностороннего треугольника. Какой точечный заряд q0 нужно поместить в центре треугольника, чтобы система находилась в равновесии? [ q0 5,2 нКл ]
1.88. Между плоскими горизонтальными пластинами конденсатора,
заряженными |
равномерно, |
помещена |
пылинка |
массой |
10–15 кг |
||
с зарядом 4,8·10–19 Кл. Какова плотность |
зарядов |
пластин, |
если |
||||
пылинка находится в равновесии? [ 1,8 10 7 Кл/м2 ] |
|
|
|||||
1.89. Свинцовый шарик ( 11,3 г/см3 ) |
радиусом |
0,5 см |
помещен |
||||
в глицерин |
( 1, 26 г/см3 ) . |
Определите |
заряд |
шарика, |
если |
||
воднородном электростатическом поле шарик оказался взвешенным
вглицерине. Электростатическое поле направлено вертикально вверх
и его напряженность E 4 кВ/см. [ q 132 нКл ]
132
1.90. Две длинные одноименно заряженные нити расположены на расстоянии r 10 см друг от друга линейная плотность зарядов
на нитях 1 2 10 мкКл/м. Найдите модуль напряженности E
результирующего электрического поля в точке, находящейся на расстоянии a 10 м от каждой нити. [ E 3,12 МВ/м ]
1.91. Кольцо радиусом r = 10 см из тонкой проволоки несет равномерно распределенный заряд Q = 5 нКл. Определите потенциал φ электростатического поля: 1) в центре кольца, 2) на оси, проходящей через центр кольца, в точке, удаленной на расстояние а = 10 см от центра кольца. [ 0 1800 В, 805 В]
1.92. Электрическое поле |
создано длинным цилиндром |
радиусом |
||||
R = 1 см, равномерно |
заряженным |
с |
линейной |
плотностью |
||
τ = 20 нКл/м. Определите |
разность |
потенциалов |
между двумя |
|||
точками этого поля, |
находящимися |
на |
расстояниях |
а1 = 0,5 см |
||
и а2 = 2 см от поверхности цилиндра, в средней его части. [u 250 В ]
1.93. Электрон |
влетел |
в |
плоский |
конденсатор, |
находясь |
на одинаковом расстоянии |
от |
каждой пластины и имея скорость |
|||
υ = 10 Мм/с, |
направленную |
параллельно |
пластинам. |
Расстояние |
|
между пластинами равно 2 см, длина каждой пластины – 10 см.
Какую наименьшую |
разность |
потенциалов |
нужно |
приложить |
|||
к пластинам, |
чтобы электрон |
не |
вылетел |
из |
конденсатора ? |
||
m = 9,1·10–31 кг, е = 1,6·10–19 Кл. [u 22,75 В] |
|
|
|
||||
1.94. Электрон |
влетел |
в плоский |
конденсатор, |
имея |
скорость |
||
υ 107 м / с , направленную параллельно пластинам. В момент вылета из конденсатора направление скорости электрона составляло угол35 с первоначальным направлением. Определите разность потенциалов u между пластинами, если длина пластин l равна 10 см и расстояние d между ними равно 2 см. [u 79,6 В]
1.95. Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины к другой, приобретает скорость υ 106 м / с . Расстояние между пластинами d 5,3 мм . Найдите разность потенциалов u
133
между пластинами, напряженность E электрического поля внутри конденсатора и поверхностную плотность заряда на пластинах.
[u 2,8 В, E 530 В/м, 4,7 нКл/м2 ]
1.96. Заряды |
q1 2 мкКл |
и q2 5 мкКл |
расположены |
на расстоянии |
АВ = 40 см друг |
от друга. Определите абсолютную величину работы электрических сил при перемещении заряда q 10 нКл из т. С в т. D, если
AC = 30 см. [ A 360 мкДж ]
А С
D
B
1.97. Электрическое поле образовано положительно заряженной бесконечной длинной нитью. Двигаясь под действием этого поля
от точки, |
находящейся |
на расстоянии |
r1 1 см |
от нити, до точки |
r2 4 см , |
– частица |
изменила свою |
скорость |
от υ1 2 105 м / с |
до υ2 3 106 м / с . Найдите линейную плотность заряда τ на нити.
[ 3,7 мкКл/м ]
1.98. Два электрона движутся под действием сил электростатического отталкивания. Какую скорость будут иметь электроны, когда расстояние между ними станет бесконечно большим? В начальный момент времени электроны находились на расстоянии 1 см друг от друга и имели скорость, равную нулю. [ υ 160 м/с]
1.99. Три точечных заряда расположены вдоль прямой на расстоянии а = 0,2 м друг от друга. Какую работу необходимо совершить, чтобы поместить заряды в вершины равностороннего треугольника? Величина каждого заряда q = 1 нКл, сторона треугольника а = 0,2 м.
[ A 2, 25 10 8 Дж ]
1.100. Конденсатор электроемкостью C1 0,2 мкФ был заряжен до разности потенциалов u1 320 В. После того как его соединили
параллельно со вторым конденсатором, заряженным до разности потенциалов u2 450 В, напряжение на нем изменилось до 400 В.
Определите емкость C2 второго конденсатора. [C2 0,32 мкФ]
134
1.101. В |
однородное электростатическое |
поле напряженностью |
E0 = 700 В/м перпендикулярно полю поместили стеклянную пластину |
||
(ε = 7) |
толщиной d = 1,5 мм и площадью |
200 см2. Определите: |
1) поверхностную плотность связанных зарядов на стекле; 2) энергию
электростатического |
поля, |
сосредоточенную |
в |
пластине. |
|||||
|
|
2 |
, W |
9,3 Дж] |
|
|
|
|
|
[ 5,31 НКл/м |
|
|
|
|
|
||||
1.102. Пространство |
|
между |
пластинами |
плоского |
|
конденсатора |
|||
заполнено |
парафином (ε = 2). Расстояние между |
пластинами |
|||||||
d = 8,85 мм. |
Какую |
|
разность |
потенциалов |
необходимо подать на |
||||
пластины, чтобы поверхностная плотность связанных зарядов на парафине составила σ' = 0,1 нКл/см2? [u 1000 В]
1.103. Между пластинами плоского конденсатора помещено два слоя
диэлектрика |
– слюдяная |
пластинка (ε1 = 7) |
толщиной d1 = 1 мм |
||||
и парафин |
(ε2 = 2) |
толщиной |
d2 = 0,5 мм. |
Определите: |
|||
1) |
напряженность |
электрических |
полей в слоях диэлектрика; |
||||
2) |
электрическое |
смещение, если |
разность |
потенциалов между |
|||
платинами конденсатора u = 500 В.
[E1 182 кВ/м, E2 530 кВ/м, D 11,3 мкКл/м2 ]
1.104. Металлический шар радиусом R = 5 см равномерно окружен слоем фарфора ( 5) толщиной d = 2 см. Определите поверхностные плотности σ1' и σ2' связанных зарядов соответственно на внутренней и внешней поверхностях диэлектрика. Заряд шара q равен 10 нКл.
[ 1' 0,255 мкКл/м2 , 2' 0,130 мкКл/м2 ]
1.105. Заряд конденсатора 1 мкКл, площадь пластин 100 см2, зазор между пластинами заполнен слюдой (ε = 6). Определите объемную плотность энергии поля конденсатора. [w 0,94 Дж]
1.106. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора 0,01 м2,
расстояние между ними 2 см, |
разность потенциалов на |
обкладках |
3 кВ. Пластины раздвигают |
на расстояние 5 см, не |
отключая |
от источника напряжения. Найдите энергию конденсатора до и после раздвижения пластин. [W1 20 мкДж, W2 8 мкДж]
135
1.107. Обкладки плоского конденсатора помещены в керосин ( 2). Какую работу надо совершить, чтобы раздвинуть обкладки конденсатора на расстояние от 2 до 11 см, если они заряжены до напряжения 600 В и отключены от источника? Площадь каждой обкладки 628 см2. [ A 45 мкДж ]
136