Фізика (стор
Конденсатори 1 і 2 з'єднані послідовно, отже, q 1 = q 2. З огляду на, що С1 = С2, отримаємо D j 1 = D j 2 = e / 2 = 3 B. потенціал точки А відносно точки О дорівнює 3 В.
Конденсатори 3 і 4 також з'єднані послідовно, отже, q 3 = q 4. З огляду на, що С3 = 2С4, отримуємо D j 3 ¹ D j 4, але D j 3 + D j 4 = e. Так як D j 3 = q 3 / C 1 і D j 4 = q 4/2 C 1, то звідки тобто потенціал точки В відносно Про дорівнює 2 В. Тоді j A - j B = 3 - 2 = 1 B.
86. Напруга між двома горизонтально розташованими пластинами 600 В. В поле цих пластин знаходиться в рівновазі заряджена порошинка масою 3 × 10-8 м Відстань між пластинами 10 см. Визначте заряд пилинки.
Умова рівноваги порошинки mg = F е. де F е - сила, що діє на заряджену частинку з боку електричного поля F е = q × E. напруженість електричного поля Е = U / d. отже,
87. Конденсатор ємністю 1 мФ при напрузі 1 кВ застосовується для імпульсної зварювання. Знайдіть середню повну потужність заряду, якщо він триває 10-6с, ККД установки 2%.
Коефіцієнт корисної дії знаходиться за формулою звідки Витрачена робота визначається енергією конденсатора Таким чином,
88. Чому дорівнює ємність батареї конденсаторів, якщо ємність кожного конденсатора 2 мкФ?
За схемою, еквівалентній даної, видно, що конденсатори включені паралельно, отже, ємність такої батареї обчислюється за формулою С = С1 + С2 + С3. С = 3С 1 = 6 мкФ.
89. Щоб перенести заряд 0,3 мКл з однієї обкладки конденсатора ємністю 60 мкФ на іншу, треба затратити 20 Дж. Який заряд знаходиться на кожній обкладанні?
Робота по переміщенню електричного заряду між точками з різницею потенціалів D j обчислюється за формулою А = q × D j. звідки D j = A / q. З іншого боку, різниця потенціалів конденсатора пов'язана з ємністю конденсатора С і зарядом q 0 на одній обкладці конденсатора D j = q 0 / C. Таким чином, q 0 / C = A / q. отже,
90. Як зміниться електростатична енергія зарядженого конденсатора, якщо до нього паралельно приєднати такий же конденсатор, але незаряджений?
Енергія зарядженого і відключеного від джерела конденсатора
обчислюється за формулою При паралельному підключенні незарядженого конденсатора такої ж ємності заряд першого конденсатора зменшиться в 2 рази. Отже, його енергія зменшиться в 4 рази.
91. Як зміниться напруга на обкладинках зарядженого конденсатора, якщо до нього паралельно приєднати незаряджений конденсатор такої ж ємності?
При паралельному підключенні до конденсатору ємності С другого конденсатора такої ж ємності заряд на першому конденсаторі зменшиться в 2 рази. Тоді напруга відповідно до формули U = q / C зменшиться в 2 рази.
92. Знайдіть заряд на обкладинках конденсатора С = 1мкФ, якщо e = 2,2В, r = 1 Ом, R 1 = R 2 = 10 Ом.
Так як в ланцюг включений джерело постійного струму, то через опір R 1 і конденсатор струм не йде. Отже, напруга на конденсаторі буде дорівнює напрузі між точками А і В, яке можна знайти за формулою
UAB = I × R 2. Відповідно до закону Ома для замкненого кола Заряд на обкладках конденсатора знайдемо по формулі
93. Як зміниться енергія конденсатора, якщо подвоїти відстань між його обкладинками? Конденсатор відключений від джерела напруги.
На обкладинках конденсатора, відключеного від джерела напруги, заряд не змінюється (q = const). Енергія конденсатора залежить від ємності С і, отже, від відстань між обкладинками d. так як Таким чином, при збільшенні відстані d між обкладинками конденсатора в 2 рази, енергія збільшиться в 2 рази.
94. Як зміниться енергія конденсатора, сполученого з джерелом, якщо зменшити відстань між його обкладинками вдвічі?
Енергія конденсатора, сполученого з джерелом напруги, де ємність С ледовательно, При зменшенні d в 2 рази енергія конденсатора збільшиться в 2 рази.
95. У скільки разів зміниться енергія зарядженого і отсоединенного від джерела напруги конденсатора, якщо простір між обкладинками заповнити діелектриком з діелектричною проникністю e = 3?
Енергія зарядженого і отсоединенного від джерела напруги
конденсатора де Отже, При заповненні простору між обкладинками діелектриком з e = 3 енергія конденсатора зменшиться в 3 рази.
96. Як зміниться запасені конденсатором енергія, якщо простір між обкладинками заповнити діелектриком з e = 5? Конденсатор з'єднаний з джерелом напруги.
Напруга на обкладинках конденсатора, сполученого з джерелом напруги, не змінюється (U = const) .Енергія, запасені конденсатором, залежить від ємності і, отже, від діелектричної проникності e. так як то Отже, при заповненні і простору між обкладинками діелектриком c e = 5 енергія його збільшиться в 5 разів.
97. Три однакових конденсатора підключені до батареї. У скільки разів енергія, запасені в конденсаторах при паралельному їх з'єднанні, більше енергії при послідовному їх з'єднанні?
Енергія батареї конденсаторів, підключених до джерела напруги, де U = const. C -ємність батареї. При паралельному з'єднанні трьох конденсаторів однакової ємності ємність батареї С1 = 3С0, енергія при послідовному з'єднанні Отже, при паралельному з'єднанні енергія батареї конденсаторів буде в 9 разів більше, ніж при їх послідовному з'єднанні.
98. Металева куля радіусом R 1 = 2см, заряджений до потенціалу j 1 = 2 В, оточують сферичної концентрической оболонкою радіуса R 2 = 4 см. Чому буде дорівнює потенціал j кулі, якщо оболонку заземлити?
Потенціал кулі (т. А) створюється зарядом q 0 на кулі і зарядом q сферичної оболонки, потенціал сферичної поверхні (т. В) також створюється зарядом q 0 (але на відстані R 2 від центру кулі) і зарядом q Цей потенціал дорівнює потенціалу землі , отже, дорівнює нулю jn = 0, звідки Таким чином, потенціал кулі
99. У плоский конденсатор з відстанню між пластинами d і площею S вставили, не торкаючись пластин, провідник завтовшки d / 2 і площею S. Як зміниться ємність конденсатора?
Ємність конденсатора визначається формулою В результаті
введення між пластинами провідника ми отримали два конденсатора, з'єднаних послідовно, перший з відстанню
між пластинами d 1 = d / 2 і ємністю другий з d »0 і ємністю С2 = ¥. Отже, їх загальна ємність С знаходиться за формулою. Таким чином, т. Е. Ємність конденсатора збільшиться в 2 рази.
100. Два однакових плоских конденсатора ємності С з'єднані паралельно і заряджені до напруги U = 10 B. Пластини одного з конденсаторів розводять на дуже велику відстань. Знайдіть різницю потенціалів на другому конденсаторі.
Ємність батареї конденсаторів при паралельному з'єднанні дорівнює С1 = 2С, отже, сумарний заряд на них можна знайти q = C 1 U = 2 CU. Після розведення пластин одного конденсатора на дуже велику відстань (його ємність стане дорівнює 0, і q = С U = 0) весь заряд зосередиться на другому конденсаторі, отже,
101. Кулька масою m і зарядом q 1 переміщається до нерухомого закріпленому кульці з зарядом q 2 зі швидкістю на нескінченності V. Як зміниться мінімальна відстань між кульками, якщо швидкість V збільшити в 2 рази?
Відстань між двома кульками, зарядженими зарядами одного знака, буде мінімальним, коли кінетична енергія першого кульки повністю перейде в потенційну енергію їх електричного взаємодії (кінцева швидкість дорівнює нулю). Отже, при збільшенні початкової швидкості в 2 рази мінімальну відстань, на яке зближуються кульки, зменшиться в 4 рази.
102. Вектора електричного поля в даній точці від двох зарядів задані за допомогою проекцій: Е1х = 2В / м, Е2х = 2В / м, Е1у = 5В / м, Е2у = 2В / м. Знайдіть модуль результуючого поля.
За принципом суперпозиції полів проекція результуючого вектора напруженості на вісь ОХ Ех = Ех1 + Ех2 = 4В / м, на вісь ОУ Еу = Еу1 + Еу2 = -3В / м. Отже, модуль результуючого вектора напруженості знайдеться за формулою
103. Як зміниться сила кулонівської взаємодії між двома однаковими невеликими проводять зарядженими кульками, що знаходяться на відстані R один від одного, що мають заряди + 2 q і -6 q. якщо їх привести в зіткнення, а потім розсунути на колишнє відстань?
Сила взаємодії між двома зарядами 2 q і -6 q визначається
за законом Кулона Якщо кулі привести в зіткнення, їх загальний заряд буде q 0 = q 1 + q 2. q 0 = -4 q. Якщо кулі розсунути, то кожен шар буде мати заряд Тоді сила взаємодії між кулями буде дорівнює Отже, т. Е. Сила взаємодії зменшиться в 3 рази.
104. Дан рівносторонній трикутник, в двох вершинах якого знаходяться однакові за величиною точкові заряди + q і - q. Чому дорівнює потенціал електричного поля в третій вершині? Сторона трикутника дорівнює а.
Потенціал поля в третій точці, створюваний зарядом + q створюваний зарядом - q За принципом суперпозиції потенціал j = j 1 + j 2 = 0.
105. Який заряд всіх електронів в шматку міді масою m = 32 г? Атомна маса міді М = 64 × 1 0-3 кг / моль, заряд електрона ½ `е ½ = 1,6 × 10-19 Кл, порядковий номер Cu в таблиці Менделєєва - 29. (відповідь округлите до першого знака після коми), NA = 6,02 × 1023 моль-1.
У шматку міді масою m міститься атомів, в кожному атомі міді міститься число електронів рівне порядковому номеру (ZCu = 29). Таким чином, число електронів в шматку масою m Отже, заряд всіх електронів буде дорівнює т. Е.
106. Дано дві паралельні нескінченні металеві площині, заряджені з поверхневими плотностями зарядів +2 s і - s. Чому дорівнює різниця потенціалів між ними, якщо відстань між ними d.
Напруженість поля, створювана першої зарядженої площиною, напруженість поля, створювана другий зарядженої площиною Так як заряди пластин різнойменні, то вектори `E 1 і` E 2 будуть спрямовані в бік негативної площині і за принципом суперпозиції Е = Е1 + Е2, Тоді різниця потенціалів між площинами знайдемо за формулою