Эксперт

Сергей

Задать вопрос

Мы готовы помочь Вам.

201. Между пластинами плоского конденсатора находится точеч-
ный заряд q = 30 нКл. Поле конденсатора действует на заряд с силой
равной 20 мН. Определить силу взаимного притяжения пластин, если
площадь каждой пластины S = 100 см2.
202. Параллельно бесконечной пластине, несущей положительный
заряд, равномерно распределённый по площади с поверхностной плот-
ностью заряда σ = 20 нКл/м2, на расстоянии r = 20 см расположена тон-

кая нить с равномерно распределённым отрицательным зарядом, линей-
ная плотность которого τ = 0,4 нКл/м. Сравнить напряжённости элек-
трического поля в точках, лежащих на одной силовой линии поля плос-
кости, по обе стороны от нити на расстоянии 10 см от неё. Определить
силу, действующую на отрезок нити длиной 1 м.
203. Две параллельные, бесконечно длинные нити несут заряд,
равномерно распределённый по длине с линейными плотностями
= 0,1 мкКл/м и = 0,2 мкКл/м. Определить силу взаимодействия,
приходящуюся на отрезок нити длиной 1 м, а также напряжённость
электрического поля в средней точке между нитями, если расстояние
между ними равно 20 см.
204. Два точечных заряда и находятся на
расстоянии d друг от друга. Найти положение точки на прямой,
проходящей через эти заряды, в которой
а) потенциал электрического поля равен нулю;
б) напряженность поля равна нулю.
205. Электрическое поле создано бесконечной плоскостью
равномерно заряженной с поверхностной плотностью заряда
σ = 30 мкКл/м2 и точечным зарядом q = 1,4 мкКл, расположенным на
расстоянии r = 8 см от плоскости. Определить напряженность и
потенциал поля в точке А, находящейся на расстоянии r от плоскости и
на расстоянии 2r от точечного заряда.
206. Электрическое поле создано системой точечных зарядов,
расположенных в одной плоскости в точках А, В, С. Определить напря-
жённость и потенциал поля в точке К. Координаты точек (в см) указаны
в табл. 5.1.

207. Электрическое поле создано системой точечных зарядов,
расположенных в одной плоскости в точках А, В, С. Определить напря-
жённость и потенциал поля в точке К. Координаты точек (в см) указаны
в табл. 5.2.

208. На концах отрезка длиной а находятся два одинаковых по аб-
солютной величине разноименных заряда. Напряжённость результи-
рующего поля в средней точке отрезка равна . Определить как и во
сколько раз напряжённость поля в точке, отстоящей от каждого из заря-
дов на расстоянии а, отличается от .
209. Две длинные разноименно заряженные нити расположены
параллельно друг другу на расстоянии «а». Напряжённость результи-
рующего поля посредине между нитями равна . Определить, как и во
сколько раз напряженность электрического поля в точке К отличается
от , если эта точка расположена на расстоянии «а» от каждой из ни-
тей вне отрезка между нитями. Линейные плотности зарядов на нитях
одинаковы по численному значению.
210. В двух вершинах равностороннего треугольника со стороной
а = 10 см находятся равномерно заряженные (с одинаковой плотностью
заряда) длинные тонкие стержни, расположенные перпендикулярно
плоскости треугольника. Напряжённость поля в третьей вершине тре-
угольника равна 3,12106 В/м. Определить линейную плотность заряда
на стержнях, если заряды стержней одноименные. Изменится ли напря-
жённость поля в третьей вершине треугольника, если заряды стержней
будут разноименные? Ответ пояснить с помощью рисунка.
211. Две заряженные непроводящие вертикально расположенные
пластины находятся на расстоянии 5 см друг от друга. Напряжённость
поля между ними Е = 104 В/м. Между пластинами на равном расстоянии
от них помещен шарик с зарядом q = 10–5 Кл и массой m = 2 г. После то-
го как шарик отпустили, он начал падать. Через какое время шарик уда-
рится об одну из пластин? На каком расстоянии от первоначального по-
ложения шарика это произойдет?
212. Протон и альфа-частица, ускоренные одинаковой разностью
потенциалов, влетают в электрическое поле плоского конденсатора па-
раллельно его пластинам. Во сколько раз отклонение протона полем
конденсатора будет больше, чем отклонение альфа-частицы? Во сколь-
ко раз и как отличаются работы, совершённые полем конденсатора при
перемещении этих частиц?
213. Протон и альфа-частица, имеющие одинаковые импульсы,
влетают в электрическое поле плоского конденсатора параллельно его
пластинам. Во сколько раз отклонение протона полем конденсатора бу-
дет больше, чем отклонение альфа-частицы? Во сколько раз и как отли-
чаются работы, совершённые полем конденсатора при перемещении
этих частиц?
214. Электрон влетает в плоский вакуумный горизонтальный кон-
денсатор параллельно пластинам со скоростью υ0. Разность потенциалов
между пластинами U = 74 В, длина пластин L = 20 см, Определить
направление скорости электрона при вылете из конденсатора (по отно-
шению к первоначальному направлению), если числовое значение ско-
рости при вылете = 10,2106 м/с, а время движения в поле конденсато-
ра τ = 210–8 с. Определить также тангенциальное ускорение , нор-
мальное ускорение , полное ускорение а при вылете электрона из
конденсатора и отклонение по вертикали h. Силой тяжести пренебречь.
215. Электрон влетает в плоский вакуумный горизонтальный кон-
денсатор параллельно пластинам со скоростью υ0 = 8 Мм/с. Расстояние
между пластинами d = 4 см. При вылете из конденсатора направление
скорости электрона составляет угол α = 30° с первоначальным направ-
лением, а смещение по вертикали h = 2,9 см. Определить разность по-
тенциалов между пластинами U, длину пластин L, время движения
электрона в поле конденсатора τ, а также скорость , тангенциальное
ускорение , нормальное ускорение , полное ускорение а при выле-
те электрона из конденсатора. Силой тяжести пренебречь.
216. Электрическое поле создано
зарядами = 2 мкКл и = –2 мкКл,
находящимися на расстоянии a = 10 см
друг от друга (см. рис. 5.4). Определить
работу сил поля, совершаемую при пе-
ремещении заряда Q = 0,5 мкКл из точки
1 в точку 2.
217. Какой минимальной скоростью
должен обладать протон, чтобы он мог
достигнуть поверхности заряженного до
потенциала  = 400 В металлического шара
(см. рис. 5.5)?
218. Электрон влетает в плоский
вакуумный горизонтальный конденсатор параллельно пластинам со
скоростью υ0. Разность потенциалов между пластинами U = 50 В. При
вылете из конденсатора смещение электрона по вертикали h =1,76 см,
его полное ускорение а = 3,521014 м/с2, а направление скорости элек-
трона составляет угол α = 12° с первоначальным направлением. Опре-
делить длину пластин L, время движения электрона в поле конденсато-
ра τ, его начальную скорость, а также скорость, тангенциальное и нор-
мальное ускорение электрона при вылете из конденсатора. Силой тяже-
сти пренебречь.
219. Электрон влетает в плоский вакуумный горизонтальный кон-
денсатор параллельно пластинам со скоростью . Длина пластин
L = 4 см, расстояние между ними d = 2,5 см. При вылете из конденсато-
ра электрон имел скорость равную 8,2106 м/с, направленную под углом
α = 15о по отношению к первоначальному направлению. Определить
разность потенциалов между пластинами U, начальную скорость , а
также полное, нормальное и тангенциальное ускорение электрона при
вылете из конденсатора и его смещение по вертикали. Силой тяжести
пренебречь.
220. Электрон с энергией Т = 400 эВ (в бесконечности) движется
вдоль силовой линии по направлению к поверхности металлической за-
ряженной сферы радиусом 10 см. Определить минимальное расстояние,
на которое приблизится электрон к поверхности сферы, если её заряд
Q = –10 нКл.
221. Конденсаторы ёмкостью С1 = 5 мкФ и С2 = 10 мкФ заряжены
до напряжений U1 = 60 В и U2 = 100 В, соответственно. Определить
напряжение на обкладках конденсаторов после их параллельного со-
единения обкладками, имеющими одноименные заряды. Как изменится
это напряжение, если из второго конденсатора удалить пластинку ди-
электрика, диэлектрическая проницаемость которого ε = 2?
222. Конденсаторы ёмкостью С1 = 2 мкФ и С2 = 5 мкФ заряжены
до напряжений U1 = 100 В и U2 = 150 В, соответственно. Определить
напряжение на обкладках конденсаторов после их параллельного со-
единения обкладками, имеющими разноименные заряды. Как изменится
это напряжение, если из второго конденсатора удалить пластинку ди-
электрика, диэлектрическая проницаемость которого ε = 2,5?
223. Плоский воздушный конденсатор, расстояние между пластина-
ми которого 2 см, заряжен до напряжения 3000 В. Какова будет напря-
жённость поля конденсатора, если, не отключая источника напряжения,
пластины раздвинуть до расстояния 5 см? Вычислить энергию конденса-
тора до и после раздвижения пластин. Площадь каждой пластины 100 см2.
224. Плоский воздушный конденсатор, расстояние между пласти-
нами которого 2 см, заряжен до напряжения 3000 В. Какова будет
напряжённость поля конденсатора, если, после отключения источника
напряжения, пластины раздвинуть до расстояния 5 см? Вычислить энер-
гию конденсатора до и после раздвижения пластин. Площадь каждой
пластины 100 см2.
225. Плоский конденсатор заполнен диэлектриком и на его пла-
стины подана некоторая разность потенциалов. Его энергия при этом
равна 210-5 Дж. После того как конденсатор отключили от источника
напряжения, диэлектрик вынули из конденсатора, при этом была со-
вершена работа, равная 710-5 Дж. Найти диэлектрическую проницае-
мость диэлектрика.
226. При увеличении напряжения, поданного на конденсатор ём-
костью 20 мкФ, в два раза энергия поля возросла на 0,3 Дж. Найти
начальное значение напряжения и энергии поля.
227. Три одинаковых конденсатора, заполненных диэлектриком с
диэлектрической проницаемостью ε = 2, соединены последовательно и
подключены к источнику тока с напряжением U. Во сколько раз и как
изменятся электроёмкость системы и суммарная энергия электрическо-
го поля конденсаторов, если вынуть пластинку диэлектрика из одного
из конденсаторов?
228. Два воздушных одинаковых конденсатора соединены после-
довательно и подключены к источнику тока с напряжением U. Во
сколько раз и как изменятся электроёмкость системы и суммарная энер-
гия электрического поля конденсаторов, если один из них заполнить ди-
электриком с диэлектрической проницаемостью ε = 2.
229. Плоскому конденсатору с диэлектриком (ε = 2), имеющему
ёмкость С0, сообщен заряд Q0 . При этом энергия электрического поля
внутри конденсатора равна W0. Чему будет равна ёмкость системы и
суммарная энергия поля, если к этому конденсатору параллельно подсо-
единить точно такой же, но без диэлектрика?
230. Три одинаковых воздушных конденсатора соединены в бата-
рею последовательно и подключены к источнику с напряжением U.
Суммарный заряд батареи – Q , суммарная энергия – W. Как и во сколь-
ко раз будут отличаться заряд и энергия батареи таких же конденсато-
ров при их параллельном соединении, если один из конденсаторов за-
полнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε = 2 и под-
ключить батарею к тому же источнику?
231. В цепь постоянного тока включены последовательно медная
и стальная проволоки равной длины и диаметра. Найти отношение
напряжений на этих проволоках. Определить, какая часть из общего ко-
личества теплоты, выделяющегося в цепи, выделяется на каждой из
этих проволок.
232. Медная и стальная проволоки равной длины и диаметра,
соединённые параллельно, включены в цепь постоянного тока. Найти
отношение сил токов в этих проволоках. Определить, какая часть из
общего количества теплоты, выделяющегося в цепи, выделяется на
каждой из этих проволок.
233. Найти внутреннее сопротивление генератора, если известно,
что мощность, выделяющаяся во внешней цепи, одинакова при двух
значениях внешнего сопротивления R1 = 5 Ом и R2 = 0,2 Ом. Найти КПД
генератора в каждом из этих случаев.
234. При силе тока I1 = 3 А во внешней цепи выделяется мощность
Р1 = 18 Вт, а при силе тока I2 = 1 А – мощность Р2 = 10 Вт. Определить
ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока.
235. Элемент с ЭДС в 2 В и внутренним сопротивлением
r = 0,5 Ом замкнут на внешнее сопротивление, которое изменяют от ну-
ля до 4 Ом с шагом 0,5 Ом. Построить графики зависимости от сопро-
тивления: 1) силы тока в цепи; 2) разности потенциалов во внешней це-
пи; 3) полной мощности в цепи; 4) полезной мощности, выделяемой во
внешнем участке цепи. Определить КПД источника в тот момент, когда
полезная мощность достигает максимального значения.
236. ЭДС батареи  = 12 В. При силе тока I = 4 А КПД батареи
 = 0,6. Определить внутреннее сопротивление батареи.
237. ЭДС батареи  = 80 В, внутреннее сопротивление r = 5 Ом.
Внешняя цепь потребляет мощность Р = 100 Вт. Определить силу то-
ка I в цепи, напряжение U, под которым находится внешняя цепь, и
ее сопротивление R.
238. При внешнем сопротивлении R1 = 8 Ом сила тока в цепи
I1= 0,8 А, при сопротивлении R2 = 15 Ом сила тока I2 = 0,5 А. Опре-
делить силу тока Iк.з. короткого замыкания и ЭДС источника.
239. ЭДС батареи  = 24 В. Наибольшая сила тока, которую
может дать батарея, Imах = 10 А. Найти, при каком сопротивлении
внешней цепи мощность, выделяющаяся во внешней цепи, окажется
максимальной. Определить эту максимальную мощность (Рmax).
240. Две электрические лампочки с сопротивлениями R1 = 360 Ом
и R2 = 240 Ом соединяют один раз последовательно, другой раз – па-
раллельно и включают в цепь с напряжением U. Сравнить общие мощ-
ности, потребляемые лампочками в этих случаях, а также определить
какая из лампочек потребляет большую мощность (и во сколько раз) в
каждом из рассмотренных вариантов их соединения.