Тема №8487 Ответы к расчетно-графической работе по физике 100 вариантов (Часть 3)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к расчетно-графической работе по физике 100 вариантов (Часть 3) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к расчетно-графической работе по физике 100 вариантов (Часть 3), узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 57

1. Большая плоская пластина толщиной 1 см несет заряд, равномерно распределенный по объему с объемной плотностью 100 нКл/м**3. Найти напряженность электрического поля: вблизи центральной части пластины вне ее, на малом расстоянии от поверхности.

Ответ: 56.5 В/м Рисунок: нет.

2. Большая металлическая пластина расположена в вертикальной плоскости и соединена с землей. На расстоянии а=10 см от пластины находится неподвижная точка, к которой на нити длиной l=12 см подвешен маленький шарик массой m=0.1 г. При сообщении шарику заряда Q он притянулся к пластине, в результате чего нить отклонилась отвертикали на угол 30 град. Найти заряд Q шарика.

Ответ: 20 нКл. Рисунок 14.13 Сила, действующая на заряд в электрическом поле

3. С какой силой Fl на единицу длины отталкиваются две одноименно заряженные бесконечно длинные нити с одинаковой линейной плотностью заряда лямбда=3мкКл/м находящиеся на расстоянии r1=2см друг от друга ? Какую работу Аl на единицу длинны надо совершить, что бы сдвинуть эти нити до расстояния r2=1 см

Ответ: F1=8.1Н/м А1=0.112 Дж/м Рисунок: нет.

4. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S=0.01 м**2, расстояние между ними d=5 мм. К пластинам приложена разность потенциалов U1=300 В. При включенном источнике питания пространство между пластинами конденсатора заполняется эбонитом. Какова будет разность потенциалов U2 между пластинами после заполнения? Найти емкость конденсатора C1 и C2 и поверхностные плотности заряда СИГМА(1) и СИГМА(2) на пластинах до и после заполнения?

Ответ: U1=U2=300 В; C1=17.7 пФ; C2=46 пФ; СИГМА1=531 нКл/м**2; СИГМА2=1.38 мкКл/м**2. Рисунок: нет

5. В плоский конденсатор вдвинули плитку парафина толщиной 1 см, которая вплотную прилегает к его пластинам. На сколько нужно увеличить расстояние между пластинами, чтобы получить прежнюю емкость?

Ответ: 0,5 см. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 58

1. Два металлических одинаково заряженных шарика массой м=0.2кг каждый находятся на некотором расстоянии друг от друга. Найти заряд q шариков ,если известно что на этом расстоянии энергия Wэл их электростатического взаимодействия в миллион раз больше энергии Wгр их гравитационного взаимодействия.

Ответ: Wгр=17нКл Рисунок: нет.

2. Две круглые параллельные пластины радиусом 10 см находятся на малом (по сравнению с радиусом) расстоянии друг от друга. Пластинам сообщили одинаковые по модулю, но противоположные по знаку заряды. Определить этот заряд, если пластины притягиваются с силой 2 мН. Считать, что заряды распределяются по пластинам равномерно.

Ответ: 33,3 нКл . Рисунок: нет.

3. Два прямых тонких стержня длиной L1=16 см и L2=12 см. Каждый заряжены с линейной плотностью Т=400 нКл/м. Стержни образуют прямой угол. Вычислить напряженность E поля т.А?

Ответ: 38 кВ/м Рисунок: 14.10.

4. Шарик массой м=40мг имеющий положительный заряд q=1нКл движется со скоростью v=10см/с. На какое расстояние r может приблизиться шарик к положительному точечному заряду q0=1.33нКл?

Ответ: r=6см Рисунок: нет.

5. До какого расстояния r могут сблизиться два электрона, если они движутся навстречу друг другу с относительной скоростью v0=10**6 м/c?

Ответ: r=5.1*10**(-10) м. Рисунок: нет

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 59

1. Две прямоугольные одинаковые параллельные пластины, длины которых а = 10 см и b = 15 см, расположены на малом (по сравнению с линейными размерами пластин) расстоянии друг от друга. На одной из пластин равномерно распределен заряд 50 нКл, на другой - заряд 150 нКл. Определить напряженность электрического поля между пластинами.

Ответ: 377 кВ/м. Рисунок: нет.

2. На пластинах плоского конденсатора равномерно распределен заряд с поверхностной плотностью 0,2 мкКл/м**2. Расстояние между пластинами равно 1 мм. Определить на сколько изменится разность потенциалов на его обкладках при увеличении расстояния между пластинами до 3 мм?

Ответ: 22,6В. Рисунок: нет.

3. Радиус центральной жилы коаксиального кобеля r=1.5 см, радиус оболочки R=3.5 см. Между центральной жилой и оболочкой приложена разность потенциалов U=2.3 кВ. Найти напряженность E электрического поля на расстоянии x=2 см от оси кабеля.

Ответ: E=136 кВ/м. Рисунок: нет

4. В вершинах правильного шестиугольника расположены три отрицательных заряда. Найти напряженность Е электрического поля в центре шестиугольника при различных комбинациях в расположении этих зарядов. Каждый заряд q=1.5нКл. Сторона шестиугольника а=3см

Ответ: а)Е=0 б)Е=60кВ/м в)Е=30кВ/м Рисунок: нет.

5. Пластины плоского конденсатора площадью 100см2 каждая притягиваются друг к другу с силой 3*10-3 кгс. Пространство между пластинами заполнено слюдой. Найти 1)заряды, находящиеся на пластинах, 2) Напряженность поля между пластинами, 3) Энергию единицы объема поля.

Ответ: 1) g=1.77*10**-7 Кл; 2) E=333 кВ/м;4) W0=2.94 Дж/м**3. Рисунок:нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 60

1. К пластинам плоского конденсатора, расстояние между которыми d=3 см, подана разность потенциалов U=1000 В. Пространство между пластинами заполняется диэлектриком (е=7). Найти: а) поверхностную плотность связанных (поляризованных) зарядов, б) на сколько изменится поверхностная плотность заряда на пластинах при заполнении конденсатора диэлектриком. Задачу решить при двух условиях: 1)заполнении конденсатора диэлектриком производится при включенном источнике разности потенциалов, 2) заполнение конденсатора диэлектриком производится после отключения конденсатора от источника напряжения.

Ответ: 1) а) сигма=1.77*10**-5 Кл/м**2; б) сигма=1.77*10**-5 Кл/м**2; 2) а) сигма=2.53*10**-6 Кл/м**2. Рисунок:нет.

2. Прямая, бесконечная, тонкая нить несет равномерно распределенный по длине заряд (1 мкКл/м). В плоскости, содержащей нить, перпендикулярно нити находится тонкий стержень длиной 1. Ближайший к нити конец стержня находится на расстоянии l от нее. Определить силу взаимодействия, приходящуюся на отрезок нити длиной 1 м. Расстояние между ними равно 10 см.

Ответ: 1,25 мН. Рисунок: нет.

3. Электроемкость плоского конденсатора равна 111 пФ. Диэлектрик фарфор. Конденсатор зарядили до разности потенциалов 600 В и отключили от источника напряжения. Какую работу нужно совершить, чтобы вынуть диэлектрик из конденсатора? Трение пренебрежительно мало.

Ответ: 80 мкДж. Рисунок: нет.

4. Плоский конденсатор состоит из двух пластин, разделенных стеклом. Какое давление производят пластины на стекло перед пробоем, если напряженность электрического поля перед пробоем равна 30 МВ/м?

Ответ: 27,9 кПа. Рисунок: нет.

5. Между пластинами плоского конденсатора, находящимися на расстоянии d=1 см друг от друга, приложена разность потенциалов U= =100 В. К одной из пластин кристаллического бромистого таллия (ЭПСИЛОН=173) толщиной d0=9.5 мм. После отключения конденсатора от источника напряжения пластинку кристалла вынимают. Какова будет после этого разность потенциалов U между пластинами конденсатора?

Ответ: U=1.8 кВ. Рисунок: нет

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 61

1. Найти потенциал ФИ точки поля, находящейся на расстоянии r=10 см от центра заряженного шара радиусом R=1 см. Задачу решить, если: а) задана поверхностная плотность заряда на шаре СИГМА=0.1 мкКл/м**2; б) задан потенциал шара ФИ(0)=300 В.

Ответ: a) ФИ=11.3 В; б) ФИ=30 В. Рисунок: нет

2. Бесконечная плоскость заряжена отрицательно с поверхностной плотностью 35,4 нКл/м**2. По направлению силовой линии поля, созданного плоскостью, летит электрон. Определить минимальное расстояние, на которое может подойти к плоскости электрон, если на расстоянии 5 см он имел кинетическую энергию 80 эВ.

Ответ: 1 см. Рисунок: нет.

3. Между пластинами плоского конденсатора находящимися на расстоянии 2 мм друг от друга, помещен диэлектрик, полностью заполняющий пространство между пластинами. На пластины подана разность потенциалов 600 В. Если, отключив источник напряжения, вынуть диэлектрик из конденсатора , то разность потенциалов на пластинах конденсатора возрастает до 1800 В. Найти:1)поверхностную плотность связанных зарядов на диэлектрике,2) диэлектрическую восприимчивость диэлектрика.

Ответ: 1) сигма=5.3*10**-6 Кл/м**2; 2) x=0.159. Рисунок:нет.

4. Конденсаторы электроемкостями 1 мкФ, 2 мкФ и 3 мкФ включены в цепь с напряжем 1.1 кВ. Определить энергию каждого конденсатора в случаях 1)последовательного их включения; 2) параллельного включения.

Ответ: 1) 0.18 Дж, 0.09 Дж, 0.06 Дж; 2) 0.605 Дж, 1.21 Дж, 1.82 Дж. Рисунок: нет.

5. Расстояние между двумя длинными тонкими проволоками, расположенными параллельно друг другу, равно 16 см. Проволоки равномерно заряжены разноименными зарядами с линейной плотностью 150 мкКл/м. Какова напряженность поля в точке, удаленной на 10 см как от первой, так и от второй проволоки?

Ответ: 43,2 МВ/м. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 62

1. Тонкая нить длиной 20 см равномерно заряжена линейной плотностью 10 нКл/м. На расстоянии а = 10 см от нити, против ее середины, находится точечный заряд Q =1 нКл. Вычислить силу, действующую на этот заряд со стороны заряженной нити.

Ответ: 1,27 мкН. Рисунок: нет.

2. При радиоактивном распаде из ядра атома полония вылетает АЛЬФА - частица со скоростью v=1.6*10**7 м/с. Найти кинетическую энергию Wk АЛЬФА- частицы и разность потенциалов U поля, в котором можно разогнать покоящуюся АЛЬФА- частицу до такой же скорости.

Ответ: Wk=8.5*10**(-13) Дж; U=2.56 МВ. Рисунок: нет

3. При бомбардировке неподвижного ядра натрия АЛЬФА - частицей сила отталкивания между ними достигла значения F=140 Н. На какое наименьшее расстояние r приблизилась АЛЬФА-частица к ядру атома натрия? Какую скорость v имела АЛЬФА-частица? Влиянием электронной оболочки атома натрия пренебречь.

Ответ: r=6*10(-15) м; v=1.6*10**7 м/с. Рисунок: нет

4. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S=0.01 м**2, расстояние между ними d=5 мм. К пластинам приложена разность потенциалов U1=300 В. После отключения конденсатора от источника напряжения пространство между пластинами заполняется эбонитом. Какова будет разность потенциалов U2 между пластинами после заполнения? Найти емкость конденсатора C1 и C2 и поверхностные плотности заряда СИГМА(1) и СИГМА(2) на пластинах до и после заполнения?

Ответ: U2=115 В; C1=17.7 пФ; C2=46 пФ; СИГМА1=СИГМА2=531 нКл/м**2; Рисунок: нет

5. Длинный парафиновый цилиндр радиусом 2 см несет заряд, равномерно распределенный по объему с объемной плотностью 10 нКл/м**3. Определить напряженность и смещение электрического поля в точках, находящихся от оси цилиндра на расстоянии: 1) 1см; 2)3 см. Обе точки равноудалены от концов цилиндра.

Ответ: 1) 2,83 В/м; 50 пКл/м**2; 2)7,55 В/м; 66,7 пКл/м**2. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 63

1. Требуется найти напряженность E электрического поля в точке A, расположенной на расстоянии а=5 см от заряженного диска по нормали к его центру. При каком предельном радиусе R диска в точке A не будет отличаться более чем на 2% от поля бесконечно протяженной плоскости? Какова напряженность E поля в точке A, если радиус диска R=10a? Во сколько раз найденная напряженность в этой точке меньше напряженности поля бесконечно протяженной плоскости?

Ответ: R=2.5 м; E=113 кВ/м; в 1.1 раза. Рисунок: нет

2. В вершинах правильного шестиугольника со стороной а = 10 см расположены точечные заряды Q, 2Q, 3Q, 4Q, 5Q, 6Q (Q=0,1 мкКл. (Найти силу, действующую на точечный заряд, лежащий в плоскости шестиугольника и равноудаленный от его вершин.

Ответ: 54 мН. Рисунок: нет.

3. Расстояние между двумя точечными зарядами Q1 = + 8 нКл и Q2 = - 5,3 нКл равно 40 см. Вычислить напряженность поля в точке, лежащей посередине между зарядами. Чему равна напряженность, если второй заряд будет положительным?

Ответ: 2,99 кВ/м;607 В/м. Рисунок: нет.

4. Три одинаковых заряда 1 нКл каждый расположены по вершинам равностороннего треугольника. Какой отрицательный заряд Q1 нужно поместить в центре треугольника, чтобы его притяжение уравновесило силы взаимного отталкивания зарядов? Будет ли это равновесие устойчивым?

Ответ: - 0,577 нКл; не будет устойчивым. Рисунок: нет.

5. Разность потенциалов между точками A и B равна 0.02 СГСu. Емкость первого конденсатора 2 мкФ и емкость второго 4 мкФ. Найти заряд и разность потенциалов на обкладках каждого конденсатора.

Ответ: g1=g2=8*10**-6;U=4 В;U2=2 В. Рисунок: 18.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 64

1. Какое количество теплоты выделится при разрядке плоского конденсатора, если разность потенциалов между пластинами равна 15 кВ, расстояние d=1мм, диэлектрик - слюда и площадь каждой пластины равна 300 см**2

Ответ: 0.209 Дж. Рисунок: нет.

2. Два одинаковых заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При нити этом разошлись на угол альфа. Шарики погружаются в масло плотностью 8*10**2 кг/м**3. Определить диэлектрическую проницаемость масла, если угол расхождения нитей при погружении шариков в масло остается неизменным. Плотность материала шариков 1,6*10 **3 кг/м**3.

Ответ: 2. Рисунок: нет.

3. Большая металлическая пластина несет равномерно распределенный по поверхности заряд (10 нКл/м**2). На малом расстоянии от пластины находится точечный заряд Q = 100 нКл. Найти силу F ,действующую на заряд.

Ответ: 56,5 мкН. Рисунок: нет.

4. Длинна заряженной нити l=25см. При каком предельном расстоянии а от нити по нормали к середине нити электрическое поле можно рассматривать как поле бесконечно длинной заряженной нити? Погрешность при таком допущении не должна превышать Ь=0.05. Указание. Допускаемая погрешность Ь=(Е2-Е1)/Е2, где Е2-напряженность электрического поля бесконечно длинной нити, Е1-напряженность поля нити конечной длины

Ответ: Рисунок: нет.

5. Восемь заряженных водяных капель радиусом r=1 мм и зарядом q=0.1 нКл каждая сливаются в одну общую водяную каплю. Найти потенциал ФИ большой капли.

Ответ: ФИ=3.6 кВ. Рисунок: нет

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 65

1. Две длинные тонкостенные коаксиальные трубки радиусами 2 см и 4 см несут заряды, равномерно распределенные по длине с линейными плотностями 1 нКл/м и - 0,5 нКл/м. Пространство между трубками заполнено эбонитом. Определить напряженность поля в точках, находящихся на расстояниях 1 см, 3 см от оси трубок.

Ответ: 0; 200 В/м; 180 В/м. Рисунок: нет.

2. Протон влетает в плоский горизонтально расположенный конденсатор параллельно его пластинам со скоростью v0=1.2*10**5 м/с. Напряженность поля внутри конденсатора E=3 кВ/м; длина пластин конденсатора l=10 см. Во сколько раз скорость протона v при вылете из конденсатора будет больше его начальной скорости v0?

Ответ: В 2.24 раза. Рисунок: нет

3. Бесконечно длинная тонкая прямая нить несет равномерно распределенный по длине заряд с линейной плотностью 0,01 мкКл/м. Определить разность потенциалов двух точек поля, удаленных от нити на r1 = 2см и r 2=4 см.

Ответ: 125 В. Рисунок: нет.

4. С какой силой Fl электрическое поле заряженной бесконечной плоскости действует на единицу длины заряженной бесконечно длинной нити помещенной в это поле? Линейная плотность заряда на нити лямбда=3мкКл/м и поверхностная плотность заряда на плоскости Ь=20мкКл/м2.

Ответ: Е1=3.4 Н/м Рисунок: нет.

5. Тонкий длинный стержень равномерно заряжен с линейной плотностью 10 мкКл/м. Какова сила, действующая на точечный заряд Q = 0,1 мкКл, расположенный на продолжении одной из сторон и удаленный от вершины угла на а= 50 см.

Ответ: 9 мН. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 66

1. В каких пределах может меняться емкость системы, состоящей из двух конденсаторов, если емкость одного из конденсаторов постоянна и равна 3.33*10-9 Ф, а емкость другого может меняться от 20 до 50 СГСс ?

Ответ: от 1*10**-8 до 1.7*10**-7 при параллельном соединении и от 2.23*10**-9 до 3.27*10**-9 Ф при последовательном. Рисунок:нет.

2. Радиус внутреннего шара вакуумного сферического конденсатора r= =1 см, радиус внешнего шара R=4 см. Между шарами приложена разность потенциалов U=3 кВ. Какую скорость v получает электрон, приблизившись с расстояния x1=3 см до расстояния x2=2 см?

Ответ: v=(2*q*U*r*R*(x1-x2)/m*(R-r)*x1*x2)**(1/2)=1.54*10**7 м/с. Рисунок: нет

3. В вершинах квадрата находятся одинаковые заряды 0,3 нКл каждый. Какой отрицательный заряд Q1 нужно поместить в центре квадрата, чтобы сила взаимного отталкивания положительных зарядов была уравновешена силой притяжения отрицательного заряда?

Ответ: - 287 нКл. Рисунок: нет.

4. Два точечных заряда Q1=2Q и Q2=-Q находятся на расстоянии d друг от друга. Найти положение точки на прямой, проходящей через эти заряды, напряженность E поля в которой равна нулю?

Ответ: за отрицательным зарядом d1=d(2+1) Рисунок: нет.

5. Между двумя вертикальными пластинами на одинаковом расстоянии от них падает пылинка. Сила сопротивления воздуха отсутствует (вакуумный конденсатор). Через какое время t после подачи на пластины разности потенциалов U=3 кВ пылинка достигнет одной из пластин? Какое расстояние l по вертикали пылинка пролетит до попадания на пластину? Расстояние между пластинами d=2 см, масса пылинки m=2*10**(-9) г, ее заряд q=6.5*10**(-17) Кл.

Ответ: l=2 см; t=64 мс. Рисунок: нет

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 67

1. Какая работа A совершается при перенесении точечного заряда q=20 нКл из бесконечности в точку, находящуюся на расстоянии r=1 см от поверхности шара радиусом R=1 см с поверхностной плотностью заряда СИГМА=10 мкКл/м**2?

Ответ: A=113 мкДж. Рисунок: нет

2. На пластинах плоского конденсатора равномерно распределен заряд с поверхностной плотностью 0,2 мкКл/м**2. Расстояние между пластинами равно 1 мм. Определить на сколько изменится разность потенциалов на его обкладках при увеличении расстояния между пластинами до 3 мм?

Ответ: 22,6В. Рисунок: нет.

3. Определить потенциал электрического поля в точке, удаленной от зарядов Q1= - 0,2 мкКл и Q2 = 0,5 мкКл соответственно на r1 = 15 см и r2= 25 см. Определить также минимальное и максимальное расстояния между зарядами, при которых возможно решение.

Ответ: 6 кВ;10 см;40 см. Рисунок: нет.

4. Плоская квадратная пластина со стороной длиной а, равной 10 см, находится на некотором расстоянии от бесконечной равномерно заряженной (1 мкКл/м**2)плоскости. Плоскость пластины составляет угол 30 град. с линиями поля. Найти поток электрического смещения через эту пластину.

Ответ: 2,5 нКл. Рисунок: нет.

5. Расстояние между пластинами плоского конденсатора d=4 см. Электрон начинает двигаться от отрицательной пластины в тот момент, когда от положительной пластины начинает двигаться протон. На каком расстоянии l от положительной пластины встретятся электрон и протон?

Ответ: l=22 мкм. Рисунок: нет

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 68

1. Сплошной парафиновый шар радиусом 10 см равномерно заряжен с объемной плотностью 1 мкКл/м**3. Определить потенциал электрического поля в центре шара и на его поверхности.

Ответ: 472 В; 377 В. Рисунок: нет.

2. Тонкий стержень длиной 10 см несет равномерно распределенный заряд 1 нКл. Определить потенциал электрического поля в точке, лежащей на оси стержня на расстоянии a = 20 см от ближайшего его конца.

Ответ: 36,5 В. Рисунок: нет.

3. До какого расстояния r могут сблизиться два электрона, если они движутся на встречу друг другу с относительной скоростью v0= 1000000м/с

Ответ: r=5.1*10-10м Рисунок: нет.

4. Две прямоугольные одинаковые параллельные пластины, длины которых а = 10 см и b = 15 см, расположены на малом (по сравнению с линейными размерами пластин) расстоянии друг от друга. На одной из пластин равномерно распределен заряд 50 нКл, на другой - заряд 150 нКл. Определить напряженность электрического поля между пластинами.

Ответ: 377 кВ/м. Рисунок: нет.

5. Определить потенциальную энергию системы четырех точечных зарядов, расположенных в вершинах квадрата со стороной длиной 10 см. Заряды одинаковы по модулю 10 нКл, по два из них отрицательны. Рассмотреть два возможных случая расположения зарядов.

Ответ: - 12,7 мкДж, если заряды одного знака расположены в противоположных вершинах квадрата; 12,7 мкДж, если в противоположных вершинах заряды разных знаков. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 69

1. Две круглые металлические пластины радиусом 10 см каждая, заряженные разноименно, расположены одна против другой параллельно друг другу и притягиваются с силой 2 мН. Расстояние между пластинами равно 1 см. Определить разность потенциалов между пластинами.

Ответ: 1,2 кВ. Рисунок: нет.

2. Электроемкость плоского конденсатора равна 1,5 мкФ. Расстояние между пластинами равно 5 мм. Определить какова будет электроемкость конденсатора, если на нижнюю пластину положить лист эбонита толщиной 3 мм?

Ответ: 2,5 мкФ. Рисунок: нет.

3. Вычислить потенциальную энергию системы двух точечных зарядов Q1= 100 нКл и Q2= 10 нКл, находящихся на расстоянии 10 см друг от друга.

Ответ: 90 мкДж. Рисунок: нет.

4. Тонкий стержень согнут в полукольцо. Стержень заряжен с линейной плотностью 133 нКл/м. Какую работу надо совершить, чтобы перенести заряд 6,7 нКл из центра полукольца в бесконечность?

Ответ: 25,2 мкДж. Рисунок: нет.

5. Какое количество теплоты выделится при разрядке плоского конденсатора, если разность потенциалов между пластинами равна 15 кВ, расстояние d=1мм, диэлектрик - слюда и площадь каждой пластины равна 300 см**2

Ответ: 0.209 Дж. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 70

1. Какой минимальной скоростью должен обладать протон, чтобы он мог достигнуть поверхности заряженного до потенциала <фи>=400 В металлического шара (рис. 15.17)?

Ответ: 0,24 Мм/c. Рисунок: 15.17.

2. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S=0.01 м**2, расстояние между ними d=5 мм. К пластинам приложена разность потенциалов U1=300 В. При включенном источнике питания пространство между пластинами конденсатора заполняется эбонитом. Какова будет разность потенциалов U2 между пластинами после заполнения? Найти емкость конденсатора C1 и C2 и поверхностные плотности заряда СИГМА(1) и СИГМА(2) на пластинах до и после заполнения?

Ответ: U1=U2=300 В; C1=17.7 пФ; C2=46 пФ; СИГМА1=531 нКл/м**2; СИГМА2=1.38 мкКл/м**2. Рисунок: нет

3. Тонкий стержень равномерно заряжен с линейной плотностью заряда, равной 10 мкКл/м. На продолжении оси стержня на расстоянии а = 20 см от его конца находится точечный заряд Q = 10 нКл. Определить силу взаимодействия заряженного стержня и точечного заряда.

Ответ: 4,5 мН. Рисунок: нет.

4. Найти потенциальную энергию системы двух точечных зарядов 10 нКл, 20 нКл и -30 нКл, расположенных в вершинах равностороннего треугольника со стороной длиной a = 10 см.

Ответ: - 63 мкДж. Рисунок: нет.

5. Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора U=90 В. Площадь каждой пластины S=60 см**2, ее заряд q=1 нКл. На каком расстоянии d друг от друга находятся пластины?

Ответ: d=4.8 мм. Рисунок: нет

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 71

1. Коаксиальный электрический кабель состоит из центральной жилы и концентрической цилиндрической оболочки, между которыми находится диэлектрик (ЭПСИЛОН=3.2). Найти емкость C(l) единицы длины такого кабеля, если радиус жилы r=1.3 см, радиус оболоч-ки R=3.0 см.

Ответ: C(l)=214 пФ/м. Рисунок: нет

2. Каким будет потенциал ФИ шара радиусом r=3 см, если: а) сообщить ему заряд q=1 нКл, б) окружить его концентрическим шаром радиусом R=4 см, соединенным с землей?

Ответ: a) ФИ=300 В;б) ФИ=75 В; Рисунок: нет

3. В плоском горизонтально расположенном конденсаторе, расстояние между пластинами которого d=1 см, находится заряженная капелька массой m=5*10**(-11) г. В отсутствие электрического поля капелька вследствие сопротивления воздуха падает с некоторой постоянной скоростью. Если к пластинам конденсатора приложена разность потенциалов U=600 В, то капелька падает вдвое медленнее. Найти заряд q капельки.

Ответ: q=4.1*10**(-18) Кл. Рисунок: нет

4. Показать что электрическое поле образованное заряженной нитью конечной длинны в предельных случаях переходит в электрическое поле: а)бесконечно длинной заряженной нити, б)точечного заряда.

Ответ: Рисунок: нет.

5. Шар радиусом 6 см заряжен до потенциала 300 В, а шар радиусом 4 см до потенциала 500 В. Определить потенциал шаров после того, как их соединили металлическим проводником. Емкостью соединительного проводника пренебречь.

Ответ: 380 В. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 72

1. Между пластинами плоского конденсатора находится плотно прилегающая стеклянная пластинка. Конденсатор заряжен до разности потенциалов 100 В. Какова будет разность потенциалов, если вытащить стеклянную пластинку из конденсатора?

Ответ: 700 В. Рисунок: нет.

2. Система состоит из трех зарядов - двух одинаковых по величине Q1=Q2=1 нКл и противоположных по знаку и заряда Q=20 нКл, расположенного в точке 1 посередине между двумя другими зарядами системы. Определите изменение потенциальной энергии системы при переносе заряда Q из точки 1 в точку 2. Эти точки удалены от отрицательного заряда Q2 на расстояние 0.2 м

Ответ: П=-498 мкДж. Рисунок 15.7

3. Расстояние между пластинами плоского конденсатора равно 1,33 м, площадь пластин равна 20 см**2. В пространстве между пластинами конденсатора находятся два слоя диэлектриков: слюды толщиной 0,7 мм и эбонита толщиной 0,3 мм. Определить электроемкость конденсатора.

Ответ: 35,4 пФ. Рисунок: нет.

4. В центр квадрата, в каждой вершине которого находится заряд q0=2.33нКл, помещен отрицательный заряд если на каждый заряд q. Найти этот заряд, если на каждый заряд q действует результирующая сила F=0.

Ответ: q0=-2.23нКл Рисунок: нет.

5. Две концентрические металлические заряженные сферы радиусами 6 см и 10 см несут соответственно заряды 1 нКл и - 0,5 нКл. Найти напряженности поля в точках, отстоящих от центра сфер на расстояниях 5 см,9 см,15 см.

Ответ: 0;1,11 кВ/м;200В/м. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 73

1. Плоский воздушный конденсатор, расстояние между пластинами 2 см, заряжен до потенциала 3000 В. Какова будет напряженность поля конденсатора, если, отключив источник напряжения, пластины раздвинуть до расстояния 5 см? Вычислить энергию конденсатора до и после раздвижения. Площадь пластин 100 см2.

Ответ: E1=E2=150 кВ/м; W1=2*10**-5 Дж; W2=5*10**-5 Дж. Рисунок:нет.

2. Электрическое поле создано положительным точечным зарядом. Потенциал поля в точке, удаленной от заряда на 12 см, равен 24 В. Определить значение и направление градиента потенциала в этой точке.

Ответ: 200 В/м; градиент направлен к заряду. Рисунок: нет.

3. На некотором расстоянии а = 5 см от бесконечной проводящей плоскости находится точечный заряд 1 нКл. Определить силу, действующую на заряд со стороны индуцированного им заряда на плоскости.

Ответ: Действие индуцированного заряда эквивалентно действию точечного заряда, являющегося зеркальным изображением заряда Q; 0,9 мкН. Рисунок: нет.

4. Разность потенциалов между точками A и B равна 0.02 СГСu. Емкость первого конденсатора 2 мкФ и емкость второго 4 мкФ. Найти заряд и разность потенциалов на обкладках каждого конденсатора.

Ответ: g1=g2=8*10**-6;U=4 В;U2=2 В. Рисунок: 18.

5. Электрическое поле создано точечным положительным зарядом 6нКл, положительный заряд переносится из точки этого поля в точку. Каково изменение потенциальной энергии, приходящейся на единицу переносимого заряда, если r1=20 см и r2=50 см ?

Ответ: -162 Дж/Кл Рисунок 15.5 .

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 74

1. С какой силой Fs на единицу площади отталкиваются две одноименно заряженные бесконечно протяженные плоскости? Поверхностная плотность заряда на плоскостях Ь=0.3мкКл/м**2?

Ответ: Fs=5.1кН/м2 Рисунок: нет.

2. Две одинаковые круглые пластины площадью по 100 см**2 каждая расположены параллельно друг другу. Заряд одной пластины равен + 100 нКл, другой - 100 нКл. Определить силу взаимного притяжения пластин в двух случаях, когда расстояние между ними: 1) r1=2 см; 2) r2=10 м.

Ответ: 1) 56,5 мН;2)0,9 мкН. Рисунок: нет.

3. Определить потенциал, до которого можно зарядить уединенный металлический шар радиусом 10 см, если напряженность поля, при которой происходит пробой воздуха, равна 3 МВ/м. Найти также максимальную поверхностную плотность электрических зарядов перед пробоем.

Ответ: 300 кВ; 55,6 мкКл/м**2. Рисунок: нет.

4. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора 100 см**2 и расстояние между ними 5 мм. Какая разность потенциалов была преложена к пластинам конденсатора, если известно, что при разряде конденсатора выделилось 4.19*10**-3 Дж тепла.

Ответ: U=21.7 кВ. Рисунок:нет.

5. Площадь пластин плоского конденсатора S=0.01 м**2, расстояние между ними d=1 cм. К пластинам приложена разность потенциалов U=300 В. В пространстве между пластинами находятся плоскопараллельная пластинка стекла толщиной d1=0.5 см и плоскопараллельная пластинка парафина толщиной d2=0.5 см. Найти напряженности E1 и E2 электрического поля и падения потенциала U1 и U2 в каждом слое. Каковы будут при этом емкость C конденсатора и поверхностная плотность заряда СИГМА на пластинах?

Ответ: E1=15 кВ/м; E2=45 кВ/м; U1=75 В; U2=225 В; C=26.6 пФ; СИГМА=0.8 мкКл/м**2 Рисунок: нет

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 75

1. Определить электроемкость схемы, представленной на рисунке, где С1=1 пФ, С2=2 пФ, С3=2 пФ, С4=4 пФ.

Ответ: 2 пФ. Рисунок: 17.5

2. Отношение масс двух заряженных частиц равно k=m1/m2. Частицы находятся на расстоянии r0 друг от друга. Какой кинетической энергией будет обладать частица массой m1, если она под действием силы взаимодействия со второй частицей удалится от нее на расстояние r>>r0. Рассмотреть три случая: 1) k=1; 2) k=0; 3) k -> бесконечности. Заряды принять равными Q1 и Q2. Начальными скоростями пренебречь.

Ответ: нет. Рисунок: нет.

3. Электрическое поле образовано положительно заряженной бесконечно длинной нитью. Двигаясь под действием этого поля от точки, находящейся на расстоянии r1=1 см от нити, до точки r=4 см, АЛЬФА-частица изменила свою скорость от v1=2*10**5 м/с до v2=3*10**6 м/с. Найти линейную плотность заряда ТАУ на нити.

Ответ: ТАУ=3.7 мкКл/м. Рисунок: нет

4. Заряженный шар А радиусом 2 см приводится в соприкосновение с незаряженным шаром В, радиус которого 3 см. После того как шары разъединили, энергия шара В оказалась равной 0.4 Дж. Какой заряд был на шаре А до их соприкосновения?

Ответ: g=2.7*10**-6 Кл. Рисунок:нет.

5. В элементарной теории атома водорода принимают, что электрон обращается вокруг ядра по круговой орбите. Определить скорость электрона, если радиус орбиты 53 пм, а также частоту вращения электрона.

Ответ: 219 км/с; 6,59*10 ** 14 с ** - 1. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 76

1. Электрон, летевший горизонтально со скоростью 1,6 Мм/с, влетел в однородное электрическое поле с напряженностью 90 В/см, направленное вертикально вверх. Какова будет по модулю и направлению скорость электрона через 1 нс?

Ответ: 2,24 Мм/с.; отклонится на 45 град. от первоначального направления. Рисунок: нет.

2. Металлический шарик диаметром 2 см заряжен отрицательно до потенциала 150 В. Сколько электронов находится на поверхности шарика?

Ответ: 1,04*10**9. Рисунок: нет.

3. Электрическое поле создано двумя бесконечными параллельными пластинами, несущими равномерно распределенный по площади заряд с поверхностными плотностями 2 нКл/ м**2 и 5 нКл/м**2. Определить напряженность поля: 1) между пластинами; 2) вне пластин.

Ответ: 1)396 В/м; 2)170 В/м. Рисунок: нет.

4. Радиус внутреннего шара воздушного сферического конденсатора r=1 см, радиус внешнего шара R=4 см. Между шарами приложена разность потенциалов U=3 кВ. Найти напряженность E электрического поля на расстоянии x=3 см от центра шаров.

Ответ: E=U*r*R/(R-r)*x**2=44.5 кВ/м. Рисунок: нет_

5. Из точки на поверхности бесконечного длинного отрицательно заряженного цилиндра (<тау>= 29 нКл/м)вылетает электрон (V0=0). Определить кинетическую энергию электрона в точке 2, находящейся на расстоянии 9R от поверхности цилиндра, где R- его радиус (рис. 15.18).

Ответ: 828 эВ. Рисунок: 15.18.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 77

1. С какой силой Fl на единицу длины отталкиваются две одноименно заряженные бесконечно длинные нити с одинаковой линейной плотностью заряда лямбда=3мкКл/м находящиеся на расстоянии r1=2см друг от друга ? Какую работу Аl на единицу длинны надо совершить, что бы сдвинуть эти нити до расстояния r2=1 см

Ответ: F1=8.1Н/м А1=0.112 Дж/м Рисунок: нет.

2. Напряженность электрического поля на оси заряженного кольца имеет максимальное значение на расстоянии L от центра кольца. Во сколько раз напряженность электрического поля в точке расположенного на расстоянии 0.5L от центра кольца будет меньше максимального значения напряженности

Ответ: 1.3 раза Рисунок: нет.

3. Тонкий длинный стержень равномерно заряжен с линейной плотностью 10 мкКл/м. Какова сила, действующая на точечный заряд Q = 0,1 мкКл, расположенный на продолжении одной из сторон и удаленный от вершины угла на а= 50 см.

Ответ: 9 мН. Рисунок: нет.

4. В плоском горизонтально расположенном конденсаторе, расстояние между пластинами которого d=1 см, находиться заряженная капелька масла. В отсутствие электрического поля капелька подает с постоянной скоростью v1=0.11 мм/с. Если на пластины подать разность потенциалов U=150 В, то капелька падает со скоростью v2=0.43 мм/с. Найти радиус r капельки и ее заряд q. Динамическая вязкость воздуха ЭТА=1.82*10(-5) Па*с; плотность масла больше плотности газа, в котором падает капелька, на ДЕЛЬТА(РО)=0.9*10**3 кг/м**3.

Ответ: r=10**(-6); q=7.3*10**(-18) Кл. Рисунок: нет

5. До какого расстояния r могут сблизиться два электрона, если они движутся навстречу друг другу с относительной скоростью v0=10**6 м/c?

Ответ: r=5.1*10**(-10) м. Рисунок: нет

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 78

1. Полый стеклянный шар несет равномерно распределенный по объему заряд. Его объемная плотность 100 нКл/ м**3. Внутренний радиус шара равен 5 см, наружный 10 см. Вычислить напряженность и смещение электрического поля в точках, отстоящих от центра сферы на расстоянии: 1) 3 см; 2)6 см; 3)12 см.

Ответ: 1) 0;0; 2)13,6 В/м; 843 пКл/м**2; 3) 229 В/м; 2,02 нКл/м**2. Рисунок: 14.11.

2. Определить электроемкость плоского слюдяного конденсатора, площадь пластин которого равна 100 см**2, а расстояние между ними равно 0,1 мм.

Ответ: 6,2 нФ. Рисунок: нет.

3. Длинна заряженной нити l=25см. При каком предельном расстоянии а от нити по нормали к середине нити электрическое поле можно рассматривать как поле бесконечно длинной заряженной нити? Погрешность при таком допущении не должна превышать Ь=0.05. Указание. Допускаемая погрешность Ь=(Е2-Е1)/Е2, где Е2-напряженность электрического поля бесконечно длинной нити, Е1-напряженность поля нити конечной длины

Ответ: Рисунок: нет.

4. Тонкий стержень согнут в кольцо радиусом 10 см. Он заряжен с линейной плотностью 300 нКл/м. Какую работу надо совершить, чтобы перенести заряд 5 нКл из центра кольца в точку, расположенную на оси кольца на расстоянии 20 см от центра его?

Ответ: 47 мкДж. Рисунок: нет.

5. В центре сферы радиусом 20 см находится точечный заряд 10нКл. Определить поток вектора напряженности через часть сферической поверхности площадью 20 см**2.

Ответ: 4,5 В*м. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 79

1. При помощи электрометра сравниваяют между собой емкости двух конденсаторов. Для этого их заряжали до разных потенциалов: U1=300 B и U2=100 В и соединяли. Потенциал конденсаторов оказался равен U=250 В. Найти отношение емкостей C1/C2.

Ответ: С1/С2=3. Рисунок: нет.

2. Найти соотношение между радиусом шара R и максимальным потенциалом ФИ, до которого он может быть заряжен в воздухе, если при нормальном давлении разряд в воздухе наступает при напряженности электрического поля E(0)=3 МВ/м. Каким будет максимальный потенциал ФИ шара диаметром D=1 м?

Ответ: ФИ=E0*R-линейная зависимость; ФИ=1.5 МВ. Рисунок: нет

3. Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора площадью 100 см**2 каждая равна 280 В. Поверхностная плотность заряда на пластинах 4.95*10**-11 Кл/см**2. Найти: 1)Напряженность поля внутри конденсатора, 2) Расстояние между пластинами,3)Скорость, которую получит электрон, пройдя в конденсаторе путь от одной пластины до другой,4)Энергию конденсатора,5)емкость конденсатора,6) силу притяжения пластин конденсатора.

Ответ: 1) E=56 кВ/м; 2) d=5 мм; 3) V=10**7 м/с. Рисунок: нет.

4. Определить напряженность электрического поля, создаваемого точечным зарядом Q = 10 нКл на расстоянии 10 см от него. Диэлектрик - масло.

Ответ: 4,09 кВ/м. Рисунок: нет.

5. Шарик с массой m=1 г и зарядом q=10 нКл перемещается из точки 1, потенциал которой ФИ1=600 В, в точку 2, потенциал которой ФИ2=0. Найти его скорость в точке 1, если в точке 2 она стала равной v2=20 см/с.

Ответ: v1=16.7 см/с. Рисунок: нет

 

 

 


Категория: Физика | Добавил: Админ (02.10.2016)
Просмотров: | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar