Практикум по курсу физики (первый семестр) (стр. 8 )

№ задачи	Ответы	№ задачи	Ответы
1	Д. б.	7
2	0,8 м	8
3		9
4		10
5		11
6		12

тема 8. электроёмкость. энергия электрических полей

1. Восемь одинаковых сферических капель ртути радиусом 1 мм и потенциалом 10 В каждая, сливаются в одну. Определить потенциал получившейся капли.

2. Шар, погруженный в керосин (ε = 2) имеет потенциал 4,5 В и поверхностную плотность заряда σ = 1 . Определить радиус шара, заряд на шаре, емкость и энергию шара.

3. Два металлических шара радиусом 2 см и 6 см соединены проводником, ёмкостью которого можно пренебречь. Полный заряд на шарах равен 1 нКл. Определить, чему равна поверхностная плотность заряда на каждом шаре.

Рисунок 2.5.	4. Конденсаторы С1, С2, С3 соединены по схеме указанной на рисунке 2.5 Общее напряжение U = 20 В. Определить общую емкость батареи конденсаторов и падение напряжения на емкости С3. С1 = 0,28 мкФ, С2 = 0,3 мкФ, С3 = 0,2 мкФ.
5. Определить, как изменится разность потенциалов на обкладках конденсатора емкостью С3 (рисунок 2.6) при пробое конденсатора емкостью . Величины электроёмкости С1=200 нФ, С2=600 нФ, С3=800 нФ	Рисунок 2.6.
6. Два шара с радиусами R1=2 cм и R2=5 cм несут заряды q1=0,6 нКл и q2= 0,9 нКл. Определить заряды и потенциалы шаров после их соединения. Определить энергию, рассеянную при их соединения. 7. Конденсаторы емкостью С1=5 мкФ и С2=10 мкФ заряжены до напряжения U1=60 В и U2=100 В соответственно. Определить напряжение на обкладках конденсатора после их соединения обкладками, имеющими: 1) одноименные заряды; 2) разноименные заряды. 8. На плоский воздушный конденсатор с площадью пластин 80х60 см2 и расстоянием между ними 1 см подана разность потенциалов 6 кВ. Затем без отключения от источника расстояние между обкладками увеличили до 2 см. Определить объемную плотность энергии электрического поля до и после раздвижения пластин. 9. На плоский воздушный конденсатор с площадью пластин 80х60 см2 и расстоянием между ними 1 см подана разность потенциалов 6 кВ. Затем, отключив конденсатор от источника, расстояние между обкладками увеличили до 2 см. Определить объемную плотность энергии электрического поля до и после раздвижения пластин.

10. Половина объема плоского воздушного конденсатора заполнена диэлектриком с относительной диэлектрической проницаемостью e, как показано на рисунках а) и б). Расстояние между обкладками конденсаторов равно d, а площадь каждой из пластин равна S. Используя заданные в условии задачи величины, найти выражение для отношения емкостей конденсаторов .

Рисунок 2. 7

11. Разность потенциалов между пластинами плоского воздушного конденсатора U = 0,2 кВ. Площадь пластин S= 50 см2, расстояние между пластинами d=2 см. Определить электрическую энергию, запасенную в конденсаторе, объемную плотность энергии и силу притяжения пластин конденсатора.

12. Схема состоит из параллельно соединённого конденсатора С1 и идеального вольтметра, который показывает 9 В. Параллельно к этой схеме присоединили второй незаряженных конденсатора С2, и вольтметр показал 6 В. Затем конденсатор С2 отсоединили от схемы и полностью разрядили и опять подсоединили параллельно к конденсатору С1. Определить, какое напряжение при этом покажет вольтметр.	Рисунок 2.8.
13. Две квадратные пластины со стороной 40 см, закрепленные на расстоянии 2мм друг от друга, образуют плоский конденсатор, подключенный к источнику постоянного напряжения 300 В. Пластины расположены вертикально, и их погружают в сосуд с керосином (диэлектрическая проницаемость ) со скоростью . Определить силу тока, текущего при этом по проводам.

Ответы к задачам по теме 8. «электроёмкость. энергия электрических полей»

№ задачи	Ответы	№ задачи	Ответы
1		8
2		9
3		10
4		11	W= 44,25 нДж; ω= 0,4425 ; F= 2,2 мкН
5		12	4 В
6	= 0,43 нКл, = 1,07 нКл, ≈ 193 В, = 8,7 нДж	13	Д. б.
7

2.2. постоянный ток

ТЕМА 9. законы постоянного тока

1. Определить суммарный импульс электронов в прямом проводе длиной 500 м, по которому течет ток I=20 A.

2. При ремонте электроплитки ее спираль растянули на 0,1 ее первоначальной длины. Определить, во сколько раз при этом изменилась мощность плитки.

3. Определить, какой заряд переносится, если сила тока равномерно возрастает от нуля до 3 А в течении 10 с.

4. Определить количество теплоты, выделившееся в проводнике сопротивлением 10 Ом за 10 секунд, если сила тока в нем, уменьшаясь по линейному закону, изменилась от 10 А до нуля

5. Сила тока в проводнике сопротивлением 5 Ом изменяется со временем по закону: , А. Определить количество теплоты, выделившееся в проводнике за 0,01 с.