Семестровые задания по курсу общей физики (стр. 6 )

14.6. С какой силой (на единицу длины) взаимодействуют две заряженные бесконечно длинные параллельные нити с одинаковой линейной плотностью заряда мкКл/м, находящиеся на расстоянии r=10 см друг от друга?

14.7. Две плоские пластины площадью S = 200 см2 каждая заряжены равными по величине зарядами Q = 15 нКл. Определить силу, с которой притягиваются пластины. Поле между пластинами считать однородным.

14.8.С какой силой на единицу площади взаимодействуют две бесконечные параллельные плоскости, заряженные с одинаковой поверхностной плотностью = 5 мкКл/м2?

14.9.Две плоские пластинки площадью S = 200 см2 каждая, заряженные равны-ми по величине зарядами, притягиваются в керосине с силой F = 2,5×10-2 Н. Расстояние между пластинками очень мало. Определить находящиеся на них заряды.

14.10.С какой силой, приходящейся на единицу площади, отталкиваются две одноименно заряженные, бесконечно протяженные плоскости с одинаковой поверхностной плотностью заряда = 2 мкКл/м?

14.11. Тонкий стержень длиной 20 см равномерно заряжен с линейной плотностью нКл/см. Определить напряженность электрического поля, созданного стержнем в точке А на продолжении его оси на расстоянии 10 см от ближнего конца.

14.12. Расстояние между двумя точечными положительными зарядами Q1 = 9Q и Q2 = Q равно d= 12 см. На каком расстоянии r от первого заряда находится точка, в которой напряженность поля зарядов равна нулю?

14.13. Расстояние между двумя точечными зарядами Q1=+6 нКл и Q2=-3,3 нКл равно 20 см. Вычислить напряженность поля в точке, лежащей по середине между зарядами. Чему равна напряженность, если второй заряд будет положительным?

14.14. Положительный заряд Q = 0,25 мкКл равномерно распределен по тон-кому проволочному кольцу радиуса R=10 см. Определить напряженность поля в точке, лежащей на оси кольца на расстоянии r=2 см от его центра.

14.15. Кольцо радиусом R=10 см из тонкой проволоки равномерно заряжено с линейной плотностью нКл/м. Найти напряженность поля в точке, равно - удаленной от всех точек кольца на расстояние r= 12 cм.

14.16. По тонкому кольцу равномерно распределен заряд Q = 10 нКл с линей-ной плотностью = 0,01 мкКл/м. Определить напряженность Е электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке А, лежа­щей на оси кольца и удаленной от его центра на расстоя­ние, равное радиусу кольца.

14.17. Найти напряженность электрического поля в произвольной точке шара, равномерно заряженного по объему.

14.18. Шар радиусом R=10 см заряжен равномерно с объемной плотностью нКл/м3 . Найти напряженность электрического поля на расстоянии от центра шара.

14.19. Тонкий однородный диск радиусом R=10 см заряжен с поверхностной плотностью нКл/м2. Найти напряженность электростатистического поля на расстоянии h = 20 см над диском по оси симметрии.

14.20. Используя условие задачи 14.19, определить на каком расстоянии от диска напряженность поля будет: максимальной; 2)минимальной?

§ 15. Свойства электростатических полей

Семестровые задания

15.1. Два шарика с зарядами Q1 = 6,66 нКл и Q2 = 13,33 нКл находятся на расстоянии r1 = 40 см. Какую работу А надо совершить, чтобы сблизить их до расстояния r2 = 25 см?

15.2. Найти потенциал j точки поля, находящейся на расстоянии r = 10 см от центра заряженного шара радиусом R=1 см, если поверхностная плотность заряда на шаре s = 0,1 мкКл/м2.

15.3. Определить линейную плотность бесконечно длинной заряженной нити, если работа сил поля по перемещению заряда Q=1 нКл с расстояния r1=10 см до r2=5 см в направлении, перпендикулярном нити, равна 0,1 мДж.

15.4. По тонкому кольцу радиусом R = 10 см равномерно распределен заряд с линейной плотностью = 10 нКл/М. Определить потенциал в точке, лежа-щей на оси кольца на расстоянии а = 5 см от центра.

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

15.6. 100 одинаковых капель ртути, заряженных до потенциала = 20 В слива-ются в одну большую каплю. Каков потенциал образовавшейся капли?

15.7. Электростатистическое поле создается сферой радиусом R = 4 см, равномерно заряженной с поверхностной плотностью 1 нКл/м2. Определить разность потенциалов между двумя точками поля, лежащими на расстояниях r1=6см и r2=10 см.

15.8. Какую нужно совершить работу, чтобы перенести точечный заряд

Q = 4×10 Кл из точки, находящейся на расстоянии 1 м, в точку, находящуюся на расстоянии 1 см от поверхности шара, радиусом 2 см с поверхностной плот-ностью 10 Кл/м2?

15.9. Положительные заряды Q1 = 3×10-5 Кл и Q2 = 6×103 Кл находятся в вакууме на расстоянии 3 м друг от друга. Какую нужно совершить работу, чтобы сблизить заряды до расстояния 0,5 м?

15.10. Определить потенциал в центре кольца с внешним диаметром D = 80 см и внутренним d = 40 см, если на нем равномерно распределен заряд Q = 6×10-7 Кл.

§ 16. Проводники В электрическоМ поле

Семестровые задания

16.1. Электроемкость плоского воздушного конденсатора С = 1 нФ, расстояние между обкладками 4 мм. На помещенный между обкладками конденсатора заряд Q = 4,9 нКл действует сила F= 98 мкН. Площадь обкладок 100 см2. Определить напряженность поля и разность потенциалов между обкладками, энергию поля конденсатора.

16.2. Плоский конденсатор с площадью пластин S = 200 см2 каждая заряжен до разности потенциалов = 2 кВ. Расстояние между пластинами d = 2 см. Диэлектрик – стекло. Определить энергию W поля конденсатора.

16.3. С какой силой взаимодействуют пластинки плоского воздушного конденсатора площадью S = 0,01 м2, если разность потенциалов между ними U=500 В и расстояние d = 3 мм?

16.4. Разность потенциалов между пластинками конденсатора U = 200 B. Пло-щадь каждой пластины S=100 см2, расстояние между пластиками d=1 мм, пространство между ними заполнено парафином (). Определить силу притяжения пластин друг к другу.

16.5. Два конденсатора емкостью С1=5 мкФ и С2 = 8 мкФ соединены после-довательно и присоединены к батарее с ЭДС = 80 В. Определить заряд Q1 и Q2 каждого из конденсаторов и разность потенциалов U1 и U2 между их обкладками.

16.6. Определите емкость С батареи конденсаторов, изображенной на рисунке 1. Емкость каждого конденсатора С1=2 мкФ.

16.7. Какую работу необходимо совершить, чтобы увеличить расстояние между пластинами плоского вакуумного конденсатора площадью 100 см2 от 0,03 до 0,1 м? Напряжение между пластинами конденсатора постоянно и равно 220 В.

16.8. Между пластинами плоского конденсатора площадью S = 500 см2 нахо-дится металлическая пластинка такой же площади. Расстояние между обкладками конденсатора d = 5 см, толщина пластинки d = 1 см. Какую работу надо совершить чтобы извлечь эту пластинку из конденсатора, если он подключен к источнику, дающему напряжение = 100 В?

16.9. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектриков : стекла толщиной d1 = 0,2 см, парафина толщиной d2 = 0,3 см. Разность потенциалов между обкладками U = 300 В. Определить падение потенциала в каждом из слоев.

16.10. К батарее с эдс = 300 В подключены два плоских конденсатора емкостями С1 = 2 пФ и С2 = 3 пФ. Определить заряд Q и напряжение U на пластинах конденсаторов при последовательном соединении.

16.11. К батарее с эдс = 300 В подключены два плоских конденсатора емкостями С1 = 2 пФ и С2 = 3 пФ. Определить заряд Q и напряжение U на пластинах конденсаторов при параллельном соединении.

16.12. Плоский воздушный конденсатор емкостью С=10 пФ заряжен до разности потенциалов U=1 кВ. После отключения конденсатора от источника напряжения расстояние между пластинами конденсатора было увеличено в два раза. Определить: 1) разность потенциалов на обкладках конденсатора после их раздвижения; 2) работу внешних сил по раздвижению пластин.

16.13. Пространство между обкладками плоского конденсатора заполнено парафином (). Расстояние между пластинами d = 8,85 мм. Какую разность потенциалов необходимо подать на пластины, чтобы поверхностная плотность связанных зарядов на парафине составляла 0,05 нКл/см3.

16.14. Определите величину заряда, который нужно сообщить двум параллельно соединенным конденсаторам, чтобы зарядить их до разности потенциалов U=20 кВ, если емкости конденсаторов С1=2 мФ, С2=1 мФ.