Физика (стр. 11 )

22.  В центре правильного треугольника, в вершинах которого находится по заряду  Q = 3,43×10 – 8 Кл, помещен отрицательный заряд. Найдите величину этого заряда Q, если данная система находится в равновесии.

23.  Бесконечная вертикальная плоскость заряжена с поверхностной плотностью s = 1,0×10 – 5 Кл/м2. К плоскости на шелковой нити подвешен шарик массой m = 0,5 г. Определить заряд шарика q, если нить составляет угол a = 60° с плоскостью.

24.  Два точечных заряда, равные Q1 = -1,0×10 – 8 Кл и
Q2 = 4,0×10 – 8 Кл, расположены на расстоянии r = 0,2 друг от друга в
вакууме. Определить напряженность поля в точке посередине между зарядами, а также установить, на каком расстоянии L от положительного заряда напряженность поля равна нулю.

25.  Положительно заряженный шарик массой m = 0,18 г и плотностью вещества r1 = 1,28×104 кг/м3 находится во взвешенном состоянии в жидком диэлектрике плотностью r2 = 0,9×103 кг/м3. В диэлектрике имеется однородное электрическое поле напряженностью E = 45 кВ/м, направленное вертикально вверх. Найдите заряд шарика.

26.  Электрон, летящий из бесконечности со скоростью u = 106 м/с, остановился на расстоянии L = 0,8м от поверхности отрицательно заряженного металлического шара радиусом R = 4,0 см. Определить потенциал шара. Заряд и масса электрона e = - 1,6×10 – 19 Кл, m = 9,1×10 – 31 кг.

27.  Шарик, заряженный до потенциала j = 792 В имеет поверхностную плотность заряда s = 330 нКл/м2. Найти радиус шарика.

28.  Электрон влетает в плоский воздушный конденсатор со скоростью u = 2,0×107 м/с, направленной параллельно его пластинам, расстояние между которыми d = 2,0 см. Найти отклонение электрона, вызванное полем конденсатора, если к пластинам приложена разность потенциалов Dj = 200 В, а длина пластин L = 5 м. Удельный заряд электрона e / m = 1,76×1011 Кл/кг.

29.  Два плоских воздушных конденсатора емкостью C1 = 2,0 мкФ и C2 = 1,0 мкФ соединены параллельно, заряжены до разности потенциалов Dj0 = 600 В и отключены от источника ЭДС. Затем расстояние между
обкладками конденсатора C1 увеличили в n = 2 раз. Определить установившееся напряжение U.

30.  Конденсатор емкостью 6 мкФ последовательно соединен с конденсатором неизвестной емкости и они подключены к источнику постоянного напряжения 12 В. Определить емкость второго конденсатора и напряжения на каждом конденсаторе, если заряд батареи 24 мкКл.

31.  Плоский воздушный конденсатор заряжен до разности потенциалов 300 В. Площадь пластин 1 см2, напряженность поля в зазоре между ними 300 кВ/м. Определить поверхностную плотность заряда на пластинах, емкость и энергию конденсатора.

32.  Площадь пластин плоского слюдяного конденсатора 1,1 см2, зазор между ними 3 мм. При разряде конденсатора выделилась энергия 1 мкДж. До какой разности потенциалов был заряжен конденсатор?

33.  Энергия плоского воздушного конденсатора 0,4 нДж, разность потенциалов на обкладках 600 В, площадь пластин 1 см2. Определить расстояние между обкладками, напряженность и объемную плотность энергии поля конденсатора.

34.  В вершинах квадрата со стороной 0,1 м расположены равные одноименные заряды. Потенциал создаваемого ими поля в центре квадрата равен 500 В. Определить заряд.

35.  В вершинах квадрата со стороной 0,5 м расположены заряды одинаковой величины. В случае, когда два соседних заряда положительны, а два других – отрицательные, напряженность поля в центре квадрата равна 144 В/м. Определить заряд.

36.  В вершинах квадрата со стороной 0,1 м помещены заряды по 0,1 нКл. Определить напряженность и потенциал поля в центре квадрата, если один из зарядов отличается по знаку от остальных.

37.  На расстоянии 8 см друг от друга в воздухе находятся два заряда по 1 нКл. Определить напряженность и потенциал поля в точке, находящейся на расстоянии 5 см от зарядов.

38.  Со скоростью 2×107 м/с электрон влетает в пространство между обкладками плоского конденсатора в середине зазора в направлении, параллельном обкладкам. При какой минимальной разности потенциалов на обкладке электрон не вылетит из конденсатора, если длина конденсатора 10 см, а расстояние между его обкладками 1 см?

39.  Заряд – 1 нКл переместился в поле заряда + 1,5 нКл из точки с потенциалом 100 В в точку с потенциалом 600 В. Определить работу сил поля и расстояние между этими точками.

40.  Две бесконечные параллельные плоскости находятся на расстоянии d = 0,5 см друг от друга. На плоскостях равномерно распределены
заряды с поверхностными плотностями s1 = 0,2 мкКл/м2 и s2 = - 0,3 мкКл/м2. Определить разность потенциалов Dj между плоскостями.

 

Постоянный электрический ток

41.  Определить плотность тока в железном проводе длиной  м, если провод находится под напряжением U = 12 В. Удельное сопротивление железа r = 9,8×10 – 8 Ом×м.

42.  Напряжение на концах медного проводника длиной 1 м и сечением 1 мм2 меняется по закону U = U0 + k t, где U0 = 10 В, k = 0,1 с – 1. Определить, сколько электронов пройдет через сечение проводника за 1 мин.

43.  Определить число электронов, проходящих за время t = 1 с
через поперечное сечение площадью S = 1 мм2 железной проволоки с удельным сопротивлением r = 9,8×10 – 8 Ом×м, длиной  м при напряжении на ее концах U = 16 В.

44.  Какое напряжение можно дать на катушку, имеющую 1000 витков медного провода со средним диаметром витка d = 10 см, если допустимая плотность тока j = 2 А/мм2?

45.  По медному проводнику сечением 1 мм2 течет ток 0,1 А. Найти среднюю скорость упорядоченного движения электронов, считая, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон.

46.  Участок электрической цепи составлен из трех кусков провода одинаковой длины, изготовленных из одного и того же материала, соединенных последовательно. Сечения кусков провода равны S1 = 2 мм2, S2 = 1 мм2 и S3 = 3 мм2. Разность потенциалов на концах участка U = 12 В. Найти разность потенциалов на каждом куске провода.

47.  ЭДС батареи e = 12 В. Наибольшая сила тока, которую может дать батарея, Imax = 6 А. Определить максимальную мощность, которая может выделиться во внешней цепи.

48.  ЭДС батареи e = 16 В, внутреннее сопротивление r = 3 Ом. Найти сопротивление внешней цепи, если известно, что в ней выделяется мощность N = 16 Вт. Определить КПД батареи.

49.  При включении электромотора в сеть с напряжением U = 220 В он потребляет ток I = 5 А. Определить мощность, потребляемую мотором, и его КПД, если сопротивление R обмотки мотора равно 6 Ом.

50.  Батарея из двух параллельно соединенных источников с ЭДС 2 и 1,8 В и внутренним сопротивлением 50 мОм каждый замкнута на сопротивление 2 Ом. Найти величину тока, проходящего через сопротивление и через источники.

51.  Вольтметр, включенный в сеть последовательно с сопротивлением R1, показал напряжение U1 = 198 В, а при включении последовательно с сопротивлением R2 = 2R1 – напряжение U1 = 180 В. Определить сопротивление R1 и напряжение в сети, если сопротивление вольтметра r = 900 Ом.

52.  Сколько ламп мощностью по 300 Вт, предназначенных для напряжения 110 В, можно соединить параллельно, если проводка к ним от магистрали сделана медным проводом длиной 100 м и сечением 9 мм2, а напряжение в магистрали равно 220 В?

53.  Трамвайный вагон потребляет ток 100 А при напряжении 600 В и развивает силу тяги 3000 Н. Определить скорость движения трамвая на горизонтальном участке пути, если КПД электродвигателя трамвая 80 %.

54.  Элемент с ЭДС 2,1 В и внутренним сопротивлением 0,2 Ом соединен с реостатом. Определить силу тока в цепи, если напряжение на зажимах элемента 2 В. Какой длины надо взять для изготовления реостата железную проволоку сечением 1 мм2?

55.  Сила тока в проводнике сопротивлением R = 10 Ом за время t = 50 с равномерно возрастает от I1 = 5 А до I2 = 10 А. Определить количество теплоты Q, выделившееся за это время в проводнике.