Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
 МегаЛекции

Задание №6 Задачи из С части

№ Условия задач Ответы +/-
1 Пы­лин­ка, име­ю­щая массу и заряд , вле­та­ет в элек­три­че­ское поле вер­ти­каль­но­го вы­со­ко­го кон­ден­са­то­ра в точке, на­хо­дя­щей­ся по­се­ре­ди­не между его пла­сти­на­ми (см. ри­су­нок, вид свер­ху).   Чему долж­на быть равна ми­ни­маль­ная ско­рость, с ко­то­рой пы­лин­ка вле­та­ет в кон­ден­са­тор, чтобы она смог­ла про­ле­теть его на­сквозь? Длина пла­стин кон­ден­са­то­ра 10 см, рас­сто­я­ние между пла­сти­на­ми 1 см, на­пря­же­ние на пла­сти­нах кон­ден­са­то­ра 5 000 В. Си­сте­ма на­хо­дит­ся в ва­ку­у­ме.    
2 Полый шарик мас­сой 0,3 г и зарядом 6 нКл дви­жет­ся в од­но­род­ном го­ри­зон­таль­ном элек­три­че­ском поле из со­сто­я­ния покоя. Тра­ек­то­рия ша­ри­ка об­ра­зу­ет с вер­ти­ка­лью угол  Чему равен мо­дуль на­пря­жен­но­сти элек­три­че­ско­го поля Е?    
3 Заряженный шарик массы m=40 г, подвешенный на невесомой нити длиной L=60см, совершает колебания в однородном электрическом поле с напряженностью E= 60В/м (линии напряженности направлены вертикально вниз). Если заряд шарика q положителен, частота колебаний шарика равна 1,3 Гц, то чему равна величина заряда q?    
4 Ма­лень­кий шарик с за­ря­дом и мас­сой 3 г, под­ве­шен­ный на не­ве­со­мой нити с ко­эф­фи­ци­ен­том упру­го­сти 100 Н/м, на­хо­дит­ся между вер­ти­каль­ны­ми пла­сти­на­ми плос­ко­го воз­душ­но­го кон­ден­са­то­ра. Рас­сто­я­ние между об­клад­ка­ми кон­ден­са­то­ра 5 см. Ка­ко­ва раз­ность по­тен­ци­а­лов между об­клад­ка­ми кон­ден­са­то­ра, если удли­не­ние нити 0,5 мм?    
5 Два оди­на­ко­вых воз­душ­ных кон­ден­са­то­ра со­еди­не­ны по­сле­до­ва­тель­но и под­клю­че­ны к ис­точ­ни­ку по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния. Затем один из них, не раз­ры­вая цепь, опу­сти­ли в масло с ди­элек­три­че­ской про­ни­ца­е­мо­стью =3 Как и во сколь­ко раз при этом из­ме­нит­ся энер­гия вто­ро­го кон­ден­са­то­ра, ко­то­рый остал­ся не по­гружённым в масло?    
6 Плос­кое ди­элек­три­че­ское коль­цо ра­ди­у­сом R = 1 м за­ря­же­но за­ря­дом q = 1 нКл, рав­но­мер­но рас­пре­делённым по пе­ри­мет­ру коль­ца. В не­ко­то­рый мо­мент из коль­ца уда­ля­ют ма­лень­кий за­ря­жен­ный ку­со­чек дли­ной R Δφ, где Δφ = 0,05 рад — угол, под ко­то­рым виден этот ку­со­чек из цен­тра коль­ца, и за­ме­ня­ют его на дру­гой, не­су­щий такой же по мо­ду­лю, но про­ти­во­по­лож­ный по знаку заряд.. На сколь­ко после этого из­ме­нит­ся по мо­ду­лю на­пряжённость элек­три­че­ско­го поля в цен­тре коль­ца?    
7 Если по­те­реть стек­лян­ную па­лоч­ку шёлком, то она элек­три­зу­ет­ся, при­об­ре­тая по­ло­жи­тель­ный заряд, и стрел­ка элек­тро­мет­ра при под­не­се­нии палки к его шару от­кло­ня­ет­ся, а при уда­ле­нии палки – воз­вра­ща­ет­ся к не­ от­клонённому со­сто­я­нию. Если же в мо­мент под­не­се­ния на­элек­три­зо­ван­ной палки к элек­тро­мет­ру кос­нуть­ся рукой его ме­тал­ли­че­ско­го кор­пу­са и сразу же убрать руку, то после уда­ле­ния палки от­кло­не­ние стрел­ки со­хра­ня­ет­ся, хотя и мень­шее по ве­ли­чи­не. Объ­яс­ни­те, ос­но­вы­ва­ясь на из­вест­ных фи­зи­че­ских за­ко­нах и за­ко­но­мер­но­стях, по­че­му это про­ис­хо­дит. Элек­тро­метр (см. рис.) пред­став­ля­ет собой ме­тал­ли­че­ский ци­лин­дри­че­ский кор­пус, пе­ред­няя и зад­няя стен­ки ко­то­ро­го стек­лян­ные. Кор­пус за­креплён на изо­ли­ру­ю­щей под­став­ке. Через изо­ли­ру­ю­щую втул­ку внутрь кор­пу­са свер­ху вхо­дит ме­тал­ли­че­ская труб­ка, за­кан­чи­ва­ю­ща­я­ся внизу стерж­нем с уста­нов­лен­ной на нём лег­ко­по­движ­ной стрел­кой, от­кло­не­ние ко­то­рой опре­де­ля­ет­ся ве­ли­чи­ной за­ря­да. Стрел­ка может вра­щать­ся во­круг го­ри­зон­таль­ной оси. Внут­ри кор­пу­са уста­нов­ле­на шкала элек­тро­мет­ра, по ко­то­рой опре­де­ля­ет­ся от­кло­не­ние стрел­ки. Сна­ру­жи кор­пу­са, на­вер­ху труб­ки при­креп­ля­ет­ся ме­тал­ли­че­ский шар или та­рел­ка, к ко­то­рой под­но­сят за­ря­жен­ные тела.    

Ответы: 1) 30 м/с; 2) 500 кВ/м; 3) 0,02Кл; 4) 50 В/м; 5)в 2,25 раз; 6)143мВ/м

7) 1) При под­не­се­нии на­элек­три­зо­ван­ной по­ло­жи­тель­ным за­ря­дом стек­лян­ной палки к шару элек­тро­мет­ра в силу яв­ле­ния элек­тро­ста­ти­че­ской ин­дук­ции и за­ко­на со­хра­не­ния за­ря­да в изо­ли­ро­ван­ной си­сте­ме тел шар и стрел­ка

элек­тро­мет­ра за­ря­жа­ют­ся раз­но­имёнными и рав­ны­ми по ве­ли­чи­не за­ря­да­ми (шар — «–», стрел­ка — «+»). При этом часть ме­тал­ли­че­ско­го кор­пу­са элек­тро­мет­ра вб­ли­зи шкалы за­ря­жа­ет­ся от­ри­ца­тель­ным за­ря­дом в силу того же яв­ле­ния элек­тро­ста­ти­че­ской ин­дук­ции, а осталь­ная часть — рав­ным ему по ве­ли­чи­не в силу за­ко­на со­хра­не­ния за­ря­да в изо­ли­ро­ван­ной си­сте­ме тел по­ло­жи­тель­ным за­ря­дом.

2) Стрел­ка элек­тро­мет­ра от­кло­ня­ет­ся, так как раз­но­имённые за­ря­ды на стрел­ке и на кор­пу­се элек­тро­мет­ра при­тя­ги­ва­ют­ся, со­глас­но за­ко­ну вза­и­мо­дей­ствия за­ря­дов.

3) При уда­ле­нии на­элек­три­зо­ван­ной палки от элек­тро­мет­ра оди­на­ко­вые ин­ду­ци­ро­ван­ные за­ря­ды раз­ных зна­ков на его шаре и на стрел­ке, а также мень­шие по ве­ли­чи­не за­ря­ды на кор­пу­се элек­тро­мет­ра вб­ли­зи его шкалы и вдали от стрел­ки ком­пен­си­ру­ют­ся, и от­кло­не­ние стрел­ки пре­кра­ща­ет­ся.

4) Если кос­нуть­ся кор­пу­са элек­тро­мет­ра рукой после под­не­се­ния к нему на­элек­три­зо­ван­ной палки и сразу убрать руку, то часть ин­ду­ци­ро­ван­ных на кор­пу­се за­ря­дов (по­ло­жи­тель­ных) стечёт на при­кос­нув­ше­го­ся к нему

че­ло­ве­ка, и на кор­пу­се элек­тро­мет­ра оста­нет­ся не­ ском­пен­си­ро­ван­ный от­ри­ца­тель­ный заряд.

5) В силу яв­ле­ния элек­тро­ста­ти­че­ской ин­дук­ции после уда­ле­ния палки этот от­ри­ца­тель­ный не ском­пен­си­ро­ван­ный заряд на кор­пу­се элек­тро­мет­ра вы­зо­вет по­яв­ле­ние по­ло­жи­тель­но­го за­ря­да на стрел­ке элек­тро­мет­ра, рас­по­ло­жен­ной вб­ли­зи шкалы, и от­ри­ца­тель­но­го — на шаре элек­тро­мет­ра, что и при­ведёт к от­кло­не­нию стрел­ки, хотя и мень­ше­му, чем при под­не­се­нии за­ря­жен­ной стек­лян­ной палки к элек­тро­мет­ру.

 
Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...