Задачи для самостоятельного решения

1. Определить напряженность электрического поля, создаваемого зарядом q =0. 1 Кл, на расстоянии 0. 01м от него. Диэлектрик – керосин (e = 2).

2. Расстояние между двумя точечными зарядами q₁=8 нКл и q₂ = -5. 3 нКл равно 0. 4м. Вычислить напряженность поля в точке, лежащей посередине между
зарядами. Ответ дать целым числом в кВ/м.                          

3. Расстояние между двумя точечными зарядами q₁=8 нКл и q₂ = 5. 3 нКл равно 0. 4м. Вычислить напряженность поля в точке лежащей посередине между зарядами.

4. В вертикальном однородном электрическом поле находится в равновесии пылинка массой 2× 10^-7 г, обладающая зарядом 3. 2× 10^-11 Кл. Определить напряженность поля. Считать ускорение свободного падения равным 10 м/с².

5. Расстояние r между двумя точечными положительными зарядами q₁=9q и     q₂ = 4q равно 0. 4м. На каком расстоянии х от первого заряда находится точка, в которой напряженность поля равна нулю.

6. Расстояние r между двумя точечными зарядами q₁=9q и q₂ = - 4q равно 0. 2м. На каком расстоянии от второго заряда находится точка, в которой напряженность поля равна нулю.

7. Электрическое поле создано двумя точечными зарядами 1× 10^-8 Кл и -2× 10^-8 Кл, находящимися на расстоянии 20см друг от друга. Определить напряженность поля в точке, удалённой от первого заряда на 30см и от второго на 50см.

8. Три одинаковых заряда 10^-9 Кл каждый расположены в вершинах прямоугольного треугольника с катетами 40 и 30см. Найти напряженность электрического поля в точке пересечения гипотенузы с перпендикуляром, опущенным на неё из вершины прямого угла.    

9.    Четыре одноимённых заряда, величиной q каждый, расположены в вершинах квадрата со стороной а. Какова будет напряженность поля на расстоянии 2а от центра квадрата на продолжении диагонали?

10. Четыре одноимённых заряд, величиной q каждый, расположены в вершинах квадрата со стороной а. Какова будет напряженность поля на расстоянии 2а от центра квадрата на прямой, проходящей через центр квадрата и параллельной стороне.

11. 3аряды q₁=4× 10^-8 Кл и q₂=-4× 10^-8 Кл находятся в вершинах квадрата ( по диагонали). Сторона квадрата равна 0. 1м. Найти напряженность электрического поля зарядов в точке, являющейся третьей вершиной квадрата. Ответ дать с точностью до десятых.

12. 3аряды q₁= 2× 10^-8 Кл и q₂ = -4× 10^-8 Кл находятся в двух вершинах квадрата

(вдоль одной стороны). Сторона квадрата 0. 4м. Найти напряженность электрического поля зарядов в точке пересечения диагоналей квадрата.

Ответ дать целым числом в кВ/м.

13. 3аряды q₁=8× 10^-8 Кл и q₂=-8× 10^-8 Кл находятся в двух вершинах правильного треугольника. Найти напряженность электрического поля в третьей вершине треугольника. Ответ дать в кВ/м.

14. Очень длинная прямая проволока несет заряд, равномерно распределённый по всей ее длине. Вычислить линейную плотность заряда, если напряженность поля на расстоянии 0. 5м от проволоки против ее середины 200В/М. Ответ дать в нКл/м.

15. Расстояние между двумя длинными тонкими проволоками, расположенными параллельно друг другу, 16см. Проволоки равномерно заряжены разноименными зарядами с линейной плотностью 1. 5× 1 0^-4 Кл/м.
Какова напряженность поля в точке, удаленной на 10 см как от первой так
и от второй проволоки?

16. На отрезке тонкого прямого проводника длиной 10см равномерно распределён заряд с линейной плотностью 3× 10^-6 Кл/м. Вычислить напряженность, создаваемую этим зарядом в точке, расположенной на оси проводника и удалённой от ближайшего конца отрезка на расстояние, равное длине этого отрезка. Ответ дать в кВ/м.

17. Тонкий стержень длиной 12 см заряжен с линейной плотностью 2× 10^-9 Кл/м. Найти напряженность электрического поля в точке, расположенной на расстоянии 5см против его середины.

18. Тонкий стержень длиной 10 см заряжен с линейной плотностью 4× 10^-7 Кл/м. Найти напряженность электрического поля в точке, расположенной на перпендикуляре, проведенном через один из его концов на расстоянии 8см от этого конца. Ответ дать в кВ/м.

19. Электрическое поле создано двумя бесконечными параллельными пластинами с одинаковым равномерно распределённым по площади зарядом 2× 10^-9 Кл/м². Определить напряженность поля 1) между пластинами, 2) вне пластин.

20. Две параллельные плоскости, находящиеся в диэлектрике, имеют заряды q₁= 2 нКл и q₂= 1 нКл. Между плоскостями находится точечный заряд q₀. Во сколько раз изменится сила, действующая на заряд q₀ со стороны заряженных плоскостей, если заряд второй плоскости увеличить в 6 раз?

21 . Две параллельные плоскости, находящиеся в диэлектрике имеют заряды q₁=4 нКл и q₂= -2 нКл. Между плоскостями находится точечный заряд q₀. Во сколько раз изменится сила, действующая на заряд q₀со стороны заряженных плоскостей, если заряд второй плоскости изменить на противоположный?

22. Полусфера несет заряд с поверхностной плотностью 1× 10^-9 Кл/м². Найти напряженность электрического поля в геометрическом центре сферы.

23.   На металлической сфере радиуса 10 см находится заряд 1× 10^-9 Кл. Определить напряженность электрического поля в следующих точках: 1 ) на расстоянии 8 см от центра сферы, 2) на ее поверхности.

24. Две концентрические металлические заряженные сферы радиусами 6 см и 12 см несут соответственно заряды 1× 10^-9 Кл и -0. 5× 10^-9 Кл. Найти  напряженность поля в точках, отстоящих от центров сфер на расстоянии 5см, 10см, 15см.

25. Прямоугольная плоская площадка со сторонами 5 и 10 см находится на расстоянии 1 м от точечного заряда q =1 нКл. Площадка ориентирована так, что линии напряженности составляют с ней угол 30°. Найти поток вектора Ф_Е напряженности через площадку.  Ответ дать в мВм.  

26. В центре сферы радиусом 0. 4 м находится точечный заряд q =1 нКл; определить поток вектора напряженности через часть сферической поверхности площадью 1 cм². Ответ дать с точностью до десятых.

27. Определить поток вектора напряженности через кольцо радиусом 0. 1мм, находящееся между обкладками плоского конденсатора (напряжение на обкладках 100 В, расстояние между обкладками 1см). Вектор Е составляет угол 30° с плоскостью кольца.

28. Заряд q=5 нКл равномерно распределен вдоль металлической нити длиной 0. 4 м. Определить поток вектора напряженности электрического поля через квадратную площадку со стороной 1мм, расположенную на расстоянии 10см от нити. Нормаль к площадке совпадает с направлением силовых линий. Ответ дать в мВм.

29. Заряд q=10 нКл равномерно распределен по поверхности проводящей сферы радиусом r =10см. Рассчитать поток вектора напряженности электрического поля через сферическую поверхность радиуса 8 см и 12 см. Ответ дать в кВм.

30. Два одинаковых положительных заряда 10^-7 Кл находятся в воздухе на расстоянии 8 см друг от друга Определить потенциал поля в точке, расположенной на расстоянии 5 см от каждого заряда. Ответ дать в кВ.

31. Точечный заряд 10 нКл, находясь в некоторой точке поля, обладает потенциальной энергией 10 мкДж. Найти потенциал этой точки поля. Ответ дать в кВ.

32. Два точечных заряда +5q и -2q находятся на расстоянии 10 см друг от друга. В какой точке линии, проходящей через эти заряды, потенциал электрического поля равен нулю. Ответ дать в см.

33. Расстояние между двумя точечными зарядами q₁=10^-8 Кл и q₂ =-5× 10^-8 Кл равно 5см. Определить потенциал поля в точке, удалённой от первого заряда на 3 см и лежащей между зарядами на линии их соединяющей. Ответ дать в кВ.

34. Потенциал поля двух точечных зарядов q₁=6× 10^-8 Кл и q₂=-10^-8 Кл в точке, находящейся на продолжении прямой, соединяющей заряды, на расстоянии 2см за вторым из них равен нулю. Определить расстояние между зарядами.      

35. Заряды q₁=6 нКл и q₂=-2 нКл находятся в двух противоположных вершинах квадрата со стороной 0. 2м. Найти потенциал электростатического поля в точке, которая является третьей вершиной квадрата.

36. Три одинаковых заряда q=10^-8 Кл находятся в вершинах равностороннего треугольника, стороны которого равны 0. 3 м. Найти потенциал в центре треугольника. Ответ дать в кВ.

37. В вершинах квадрата со стороной 0. 2м расположены два (q1, q2) и два (q3, q4) отрицательных заряда (q1=q2=10^-8 Кл, q3=q4=-2× 10^-8 Кл). Определить потенциал в центре квадрата. Ответ дать в кВ.

38. В вершинах правильного шестиугольника периметром 60см находятся
шесть одинаковых зарядов q=3× 10^-8 Кл. Найти потенциал в центре
шестиугольника. Ответ дать в кВ.

39. Определить потенциал электрического поля в точке, удалённой от зарядов

q₁=-0. 2 мкКл и q₂=0. 5 мкКл соответственно на r1=15 см и r2=25 см.

40. Заряды q₁=1мкКл и q₂= -1мкКл находятся на расстоянии 0. 1м. Определить потенциал поля в точке, удаленной на расстояние 0. 1м от первого заряда и лежащей на линии, проходящей через первый заряд перпендикулярно направлению от q₁ до q₂. Ответ дать в кВ.

41. Точка А находится на расстоянии 2м, а точка В на расстоянии 1м от точечного заряда 10^-6  Кл. Чему равна разность потенциалов точек А и В. Ответ дать в кВ.

42. Какова потенциальная энергия системы четырёх одинаковых точечных зарядов 10^-9 Кл, расположенных в вершинах квадрата со стороной 10 см.

43. Найти потенциальную энергию системы трёх точечных зарядов q₁=10^-9Кл, q₂=20× 10^-9 Кл, q_З=30× 10^-9 Кл,. расположенных в вершинах равностороннего треугольника со стороной 0. 1м. Ответ дать в мкДж.

44. 3аряды 0. 5× 10^-5 Кл_; -1× 10^-5 Кл 1. 5× 10^-5 Кл расположены в вершинах правильного треугольника со стороной 0. 25 см. Какова потенциальная энергия системы.

45. Определить потенциал поля, образованного диполем в точках плоскости, перпендикулярной его оси и проходящий через середину отрезка, соединяющего заряды диполя. .

46. На расстоянии 1м от центра изолированного металлического незаряженного шара находится точечный заряд 2× 10^-8 Кл. Определить потенциал шара.

47. Шар радиусом 6 см заряжен до потенциала 300В, а шар радиусом 4 см до потенциала 500В. Определить потенциалы шаров после того как их соединили металлическим проводником. Ёмкостью соединительного проводника пренебречь.

48. Металлический шар радиусом 3 см несет на себе заряд 1. 33× 10^-8 Кл. Шар окружен концентрической оболочкой радиусом 5 см, заряд которой равен -2× 10^-8 Кл. Определить потенциал поля на расстоянии 6 см от центра шара. Ответ дать в кВ.

49. Металлический шар радиусом 3 см несет на себе заряд 1. 33× 10^-8 Кл. Шар окружен концентрической оболочкой радиусом 5 см, заряд которой равен -2× 10^-8Кл. Определить потенциал поля на расстоянии 4 см от центра шара.

50. Металлическому шару, находящемуся в воздухе, сообщили заряд 1нКл. Радиус шара 15см. Определить потенциал поля 1) вне шара на расстоянии 10 см от его поверхности, 2) в центре шара.

51. Полый шар равномерно заряжен. В центре шара потенциал равен 120В, а в точке на расстоянии 36 см от центра потенциал равен 20В. Каков радиус шара?

52.   Сто маленьких одинаковых капель с потенциалом 3В каждая при слиянии образовали одну каплю. Каков её потенциал?

53. По тонкому кольцу радиуса 0. 1 м равномерно распределен заряд с линейной плотностью 10^-8Кл/м. Определить потенциал в точке, лежащей на оси кольца на расстоянии 0. 05 м от центра..

54. Бесконечно тонкая прямая нить заряжена равномерно с линейной плот-ностью 10^-8 Кл/м. Определить разность потенциалов двух точек поля, удалённых от нити на расстояние 2 см и 4 см.

55. На отрезке тонкого прямого проводника распределён заряд с линейной плотностью 10 нКл/м. Вычислить потенциал, создаваемый этим зарядом в точке, расположенной на оси проводника и удалённой от ближайшего конца на расстояние, равное длине этого отрезка..

56. Заряд распределен равномерно по бесконечной плоскости с поверхностной плотностью заряда 10нКл/м². Определить разность потенциалов двух точек поля, одна из которых находится на расстоянии 0. 1м, а другая находится на плоскости.

57. Две бесконечные параллельные плоскости находятся на расстоянии 0. 5м друг от друга. На плоскостях равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 0. 2 мкКл/м² и -0. 3 мкКл/м². Определить разность потенциалов между плоскостями.

58.  Сплошной парафиновый шар (e=2) радиусом 0. 1м равномерно заряжен с объемной плотностью заряда 1мкКл/м³. Определить потенциал поля в центре шара.       

59. Эбонитовый толстостенный полый шар (e=3, 0) нёсет равномерно распределенный разряд с плотностью 2 мкКл/м³. Внутренний радиус r₁ шара равен 3 см, наружный г₂ равен 6см. Определить потенциал шара 1) на наружной поверхности шара 2) на внутренней поверхности шара 3) в центре шара.

60. Напряженность однородного электрического поля в некоторой точке 600В/м. Вычислить разность потенциалов между этой точкой и другой, лежащей на прямой, составляющей угол 60° с направлением вектора напряженности. Расстояние между точками 2мм.

61. Электрическое поле создано положительным точечным зарядом. Потенциал поля в точке, удаленной от заряда на 12 см, 24В. Определить величину градиента потенциала в этой точке.

62. Бесконечная плоскость равномерно заряжена с плотностью заряда 4× 10^-9 Кл/м². Определить численное значение градиента потенциала электрического поля, созданного этой плоскостью.

63. Точечные заряды q₁=1мкКл м  q₂=0. 1мкКл находятся на расстоянии      r₁ =0. 1м друг от друга. Какую работу совершат силы поля, если второй заряд, отталкиваясь от первого удалится от него на расстояние 10 м? Ответ дать в мДж.

64. Заряды 0, 15× 10^-9 Кл и 3× 10^-9 Кл находятся на расстоянии 10 см друг от друга. Какую работу совершат силы поля, если второй заряд, отталкиваясь от первого удалится от него на расстояние 1м?

65. Какую требуется совершить работу для того, чтобы два заряда 3× 10^-6 Кл, находящиеся в воздухе на расстоянии 0. 6 м друг от друга, сблизились до    0. 2 м?

66. Вычислить работу сил электрического поля при перенесении точечного заряда 2× 10^-8 Кл из бесконечности в точку, находящуюся на расстоянии 1см от поверхности шара радиусом 1 см, с поверхностной плотностью заряда     10^-9Кл/см². Ответ дать в мкДж.

67. Два точечных заряда 6. 6× 10^-9 Кл и 1, 32× 10^-8 Кл находятся на расстоянии 40см. Какую работу нужно совершить, чтобы сблизить их на расстояние 25 см? Ответ дать в мкДЖ.

68. Какую работу нужно совершить, чтобы перенести точечный заряд 2× 10^-8 Кл из бесконечности в точку, находящуюся на расстоянии 28см от поверхности проводящего шара радиусом 20см, если шар заряжен до потенциала 300В? Ответ дать в мкДЖ.

69. В вершинах квадрата со стороной 4см расположены точечные заряды величиной 4нКл каждый. Определить работу по перемещению заряда 2. 2нКл из центра квадрата в середину одной из сторон. Ответ дать в мкДЖ.

70. На расстоянии 5см от поверхности металлического шара радиусом 2см с поверхностной плотностью заряда 4 мкКл/м² находится заряд 1 нКл. Определить работу электрического поля по перемещению этого заряда на расстояние 8 см от поверхности шара. Ответ дать в мкДЖ.

71. Тонкий стержень согнут в полукольцо. Стержень заряжен с линейной плотностью 133× 10^-9 Кл/м. Какую работу нужно совершить для того, чтобы перенести заряд q=6. 7× 10^-9 Кл из центра полукольца в бесконечность? Ответ дать в мкДЖ.

72. Тонкий стержень согнут в кольцо радиусом 10см. Он заряжен с линейной плотностью 300 нКл/м. Какую работу нужно совершить, чтобы заряд q=5нКл перенести из центра кольца в точку расположенную на оси кольца на расстоянии 20 см от его центра. Ответ дать в мкДЖ.

73. Два шарика массой 3 г каждый подвешены на нитях, верхние концы которых соединены вместе. Длина каждой нити 20 см. Какие одинаковые заряды надо сообщить шарикам, чтобы нити разошлись на 30°. Ответ дать в нКл.

74. Две параллельные бесконечно длинные нити несут заряд, равномерно распределенный по длине с линейной плотностью 0, 1× 10^-6 Кл/м и 0, 2× 1 0^-6Кл/м. Определить силу взаимодействия, приходящуюся на единицу длины нити, если расстояние между нитями 10 см.

75. Два шара, один диаметром 10 см и зарядом -2× 10^-9 Кл, другой диаметром 30см и зарядом -2× 10^-9 Кл, соединяются длинной тонкой проволокой. Какой заряд переместится по ней? Ответ дать в нКл.

76. Заряженный до потенциала 1000 В шар радиусом 20 см соединяется с незаряженным шаром длинным проводником. После этого соединения потенциал шаров оказался 300 В. Каков радиус второго шара? Ответ дать в см.

77. К пластинам плоского конденсатора, одна из которых заземлена, приложено напряжение 100 В. В воздушный зазор, шириной 4 см между пластинами, вдвигается незаряженная тонкая металлическая пластина на расстоянии 3 см от заземленной пластины. Определить напряженность поля по обе стороны от металлической пластины.

78. Конденсатор состоит из трех полосок станиоли площадью по 6 см каждая, разделенных двумя слоями слюды толщиной 0, 1 мм. Крайние по­лоски станиоли соединены между собой. Какова емкость такого конденсатора? Диэлектрическая проницаемость слюды равна 7. Ответ дать в пФ.

79. Три конденсатора с емкостями 1 мкФ, 2 мкФ и 3 мкф, имеющие максимально допустимые напряжения соответственно 1000 В, 200 В и 500 В соединены в батарею. При каком соединении конденсаторов можно получить наибольшее напряжение? Чему равны напряжение и емкость батареи?

80. Два последовательно соединенных конденсатора с емкостями 2 мкФ и 4 мкФ присоединены к источнику постоянного напряжения 120 В. Определить напряжение на каждом конденсаторе.

81. Два одинаковых плоских конденсатора соединены параллельно и заряжены до разности потенциалов 150 В. Определить разность потенциалов на конденсаторах, если после отключения их от источника тока у одного конденсатора уменьшили расстояние между пластинами в два раза.

82. Конденсатор, заряженный до напряжения 100 В, соединяется с конденсатором такой же емкости, но заряженным до 200 В: один раз од­ноименно заряженными обкладками, другой - разноименно заряженными обкладками. Какое напряжение установится между обкладками в обоих слу­чаях?

83. Обкладки конденсатора с неизвестной емкостью, заряженного до напряжения 80 В, соединяют с обкладками конденсатора емкостью 60 мкФ, заряженного до 16В. Определить неизвестную емкость, если напряжение на конденсаторах после их соединения 20 В, конденсаторы соединяются обкладками, имеющими одноименные заряды.

84. Обкладки конденсатора с неизвестной емкостью, заряженного до напряжения 80 В, соединяют с обкладками конденсатора емкостью 60 мкФ, заряженного до 16 В. Определить неизвестную емкость, если напряжение на конденсаторах после их соединения 20 В, конденсаторы соединяются обкладками, имеющими разноименные заряды.

85. Два одинаковых конденсатора соединены последовательно и подключены к источнику ЭДС. Во сколько раз изменится разность потенциалов на одном из конденсаторов, если другой погрузить в жидкость с диэлектрической проницаемостью равной 2?

86. Рассчитать, с какой силой притягиваются друг к другу пластины заряженного плоского конденсатора, емкость которого равна 2 мкФ, а разность потенциалов 100 В. Расстояние между пластинами 1 мм.

87. Два шарика массой 1 г каждый подвешены на нитях, верхние концы которых соединены вместе. Длина каждой нити 10 см. Какие одинаковые заряды надо сообщить шарикам, чтобы нити разошлись на 60°.

88. Расстояние между  зарядами 1× 10^-7 Кл и -5× 10^-8 Кл равно 10 см. Определить силу, действующую на третий заряд 1× 10^-6 Кл, отстоящий на 12 см от первого заряда и на 10 см от второго.

89. Бесконечная плоскость заряжена отрицательно с поверхностной плотностью заряда 35, 4× 10^-9 Кл/м². По направлению силовой линии поля, созданного плоскостью, летит электрон. Определить минимальное расстояние, на которое может подойти к плоскости электрон, если на расстоянии L=5× 10^-2 м он имел кинетическую энергию 1, 28× 10^-17 Дж.

90. Определить емкость земного шара, считая его радиус 6400 км.

 

91. Какой заряд нужно сообщить земному шару, чтобы уменьшить его потенциал на 3 кВ?

92. Определить электроемкость уединенного проводящего шарика диаметром 3 см в воздухе. Ответ дать в пФ.

93. Два шара емкостями 10^-10 Ф и 6× 10^-11 Ф зарядили до потенциалов 220В и 140В соответственно, а затем соединили проводником, емкостью которого можно пренебречь. Определить заряд и потенциал каждого шара после их соединения.     

94. Два металлических шара, радиусы которых 0. 02м и 0. 06м  соединены проводником, емкостью которого можно пренебречь. Шарам сообщен заряд 10^-9 Кл. Какова поверхностная плотность заряда на шарах?

95. Шар радиусом 0. 06м заряжен до потенциала 300В, а шар радиусом 0. 04м до потенциала 500В. Определить потенциалы шаров после того как их соединили металлическим проводником. Ёмкостью проводника пренебречь.

96. Восемь заряженных ртутных капель r= 1 мм и зарядом 0. 1 нКл сливаются в одну каплю. Найти потенциал большой капли. Ответ дать в кВ.

97. Шарик, заряженный до потенциала 792В имеет поверхностную плотность заряда 333нКл/м². Найти радиус шарика. Ответ дать в см.

98. Во сколько раз изменится ёмкость проводящего шара радиуса г, если он сначала помещен в керосин, а затем в глицерин (e_кер = 2, e_глиц = 39. 1 ).

99. На пластинах плоского конденсатора равномерно распределен заряд с поверхностной плотностью 1. 2*10^-6 Кл/м². Расстояние между пластинами 1мм. На сколько изменится разность потенциалов на его обкладках при увеличении расстояния между ними до 3 мм.

100. В плоский конденсатор вдвинули пластину из парафина ( e_пар = 2), толщиной 10^-2 м, которая вплотную примыкает к его пластинам. На сколько нужно увеличить расстояние между пластинами, чтобы его емкость не изменилась? Ответ дать в см.

101. Определить на сколько изменится ёмкость плоского воздушного конденсатора, если параллельно его обкладкам внести металличес-кую пластину толщиной 1мм. Площадь обкладок конденсатора и пластины 150 см², расстояние между пластинами равно 6 мм. Ответ дать в пФ.

102. Между пластинами плоского конденсатора находятся два слоя диэлектриков: стекла толщиной 7 мм и эбонита толщиной 3 мм. Площадь каждой пластины равна 200 см². Найти электроемкость конденсатора (e_эбон=3; e_стекла=7), если расстояние между пластинами равно 10 мм. Ответ дать в пФ.

103. Ёмкость плоского конденсатора 1. 5 мкФ. Расстояние между пластинами равно 5 мм. Какова будет ёмкость конденсатора, если на нижнюю пластину положить лист эбонита толщиной 3 мм?   

104. Расстояние между пластинами плоского воздушного конденсатора 1, 5 мм. Найти поверхностную плотность заряда на его пластинах, если конденсатор заряжен до разности потенциалов 300В. Ответ дать в мкКл/м².

105. Какой заряд пройдет по проводам, соединяющим пластины плоского воздушного конденсатора и источник тока с напряжением 6. 3В, при погружении конденсатора в керосин (e_кер=2)? Площадь пластин конденсатора 180 см², расстояние между пластинами 2 мм. Ответ дать в нКл.

106. Плоский воздушный конденсатор зарядили до разности потенциалов 200В, затем конденсатор отключили от источника тока. Какой станет разность потенциалов между пластинами, если расстояние между ними увеличить от 0. 2 до 0. 7 мм, а пространство между ними залить слюдой     (e=7)?

107. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора 0. 01 м², расстояние между ними 5 мм. К пластинам приложена разность потенциалов 300В. После отключения конденсатора от источника напряжения пространство между пластинами заполнили эбонитом (e=3). Какова будет разность потенциалов между пластинами после заполнения?

108. См. условие задачи №107. Найти поверхностные плотности зарядов до и после заполнения?

 

109. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора 0. 01 м², расстояние между ними 5 мм. Не отключая конденсатор от источника напряжения, пространство между пластинами заполняется эбонитом (e=3). Найти емкость конденсатора до и после заполнения. Ответ дать в пФ.

110. См. условие задачи №109. Найти поверхностные плотности заряда на обкладках конденсатора до и после заполнения.

111. К пластинам плоского воздушного конденсатора приложено напряжение 900В. После отключения конденсатора от источника расстояние между пластинами увеличили в 10 раз. Определить напряжение на обкладках конденсатора. Ответ дать в кВ.

112. К пластинам (расстояние между ними 1мм )плоского воздушного конденсатора приложено напряжение 200В. Не отключая конденсатор от источника, расстояние между пластинами уменьшили в 2раза. Определить поверхностную плотность заряда. Ответ дать в мкКл/м².

113. Два конденсатора ёмкостями 3 мкФ и 6 мкФ присоединили к батарее с эдс 120В. Определить заряды конденсаторов и разность потенциалов между их обкладками, если конденсаторы соединены параллельно.

114. См. условие задачи №113, если конденсаторы соединены последовательно.                                                           

115. Конденсатор емкостью 0. 2мкФ был заряжен до разности потенциалов 320В. После того как его соединили параллельно со вторым конденсатором, заряженным до разности потенциалов 450В, напряжение на нем изменилось до 400В. Определить емкость второго конденсатора.

116. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора соединили последовательно и присоединили к батарее аккумуляторов напряжением U₀. Определить во сколько раз изменится напряжение на первом конденсаторе, если расстояние между обкладками второго конденсатора уменьшится в 4 раза.

117. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора соединили последовательно и присоединили к батарее аккумуляторов напряжением U₀. Определить во сколько раз изменится напряжение на первом конденсаторе, если расстояние между обкладками второго конденсатора увеличится в 4 раза.

118. Два конденсатора зарядили до напряжений 400В и 100В и соединили параллельно. При этом напряжение на обкладках стало 300В. Определить отношение ёмкостей этихконденсаторов (с₁/с₂).

119. Два последовательно соединенных конденсатора ёмкостями 2 мкФ и   4 мкФ присоединены к источнику постоянного напряжения 120В. Определить напряжение на каждом конденсаторе.

120. Два одинаковых плоских конденсатора соединены параллельно и заряжены до разности потенциалов u=1200. Определить разность потенциалов на конденсаторах, если после отключения их от источника тока у одного конденсатора уменьшили расстояние между пластинами в 2 раза.

 

ЗАДАНИЕ №6

Постоянный электрический ток

 

Таблица вариантов

Номера вариантов	Номера задач по порядку

Примеры решения задач

Пример 1. Элемент с ЭДС 4, 1В и внутренним сопротивлением 0, 4 Ом соединён с реостатом. Определить силу тока в цепи и сопротивление реостата, если напряжение на зажимах элемента 4В. Какой длины нужно взять железную проволоку для изготовления реостата, если площадь её сечения 0, 75мм²? ( =1, 2× 10^-7 Ом× м)

 

Дано: E= 4, 1 В r = 0, 4 Ом U=4 B S=0, 75× 10-6 × м2 =1, 2× 10-7 Ом× м	- + E, r R
J -? -? R -?

По закону Ома для замкнутой цепи, сила тока

J

та же сила тока для участка цепи J , приравнивая их, находим

Ом

Тогда J = 0, 25 А

Из формулы получим

Пример 2. При какой постоянной силе тока через поперечное сечение проводника пройдёт заряд 50 Кл за промежуток времени от 5 до 10с от момента включения тока? Какой заряд пройдёт через поперечное сечение проводника за то же время, если сила тока в проводнике изменяется со временем по закону J =6+3t

 

Дано: Dq1 =50 Кл t1= 5 c t2= 10 c J =6+3t	Если сила тока постоянна, то при J =Dq1/Dt=10 А. Если сила тока изменяется со временем, то
J -? q2 -?

Пример 3. Элемент с ЭДС 5, 0 В и внутренним сопротивлением r = 0, 5 Ом замкнут на сопротивление R=2, 0 Ом Найти: полезную мощность при заданном сопротивлении; максимальную полезную мощность, если сопротивление можно изменять; КПД элемента.

Дано: E=5, 0 В r = 5 Ом	Полезная мощность источника тока определяется тепловой мощностью, выделяемой на сопротивлении R. P= J2R По закону Ома для замкнутой цепи
h -? Р -? Рmax -?	J = , поэтому полезная мощность

 

 Вт

Чтобы найти максимальную мощность нужно продифференцировать формулу полезной мощности Р по dR и приравнять результат к нулю (условие экстремума):

Отсюда следует R=r, т. е. равенство внутреннего сопротивления источника и сопротивления внешней цепи - есть условие получения максимальной полезной мощности.

Коэффициент полезного действия элемента равен:

 JU/ J = J²R/ J²(R+r) = 0, 8 или 80%

Пример 4. Башенный кран равномерно поднимает груз 5 тонн на некоторую высоту. Скорость подъёма 0, 5 м/с. Определить силу тока в электродвигателе, КПД которого 70%, если он работает под напряжением 380В.

Дано: m=5000 кг = 0, 5 м/с h=70%=0, 7 U=380 В	Согласно закону сохранения энергии работа, произведённая током Азатр= JUt пойдёт на работу по подъёму груза Аполез =mgh. Учитывая, что только часть работы тока (70%) полезна, поэтому h JUt=mgh, откуда
J -?	J = mgh/ h Ut, где t=h/  – время подъема.

 

Тогда J = mgh / h Ut= mg/hU=(5000 кг× 9, 8 м/с²× 0, 5 м/с)/(0, 7× 380 В)@92А

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: