Тема №8488 Ответы к расчетно-графической работе по физике 100 вариантов (Часть 4)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к расчетно-графической работе по физике 100 вариантов (Часть 4) 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 4), 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 80

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

Ответ: 1) 0; 2) 113 В/м. Рисунок: нет.

2. Заряженная частица, пройдя ускоряющуюся разность потенциалов 600 кВ, приобрела скорость 5,4 Мм/с. Определить удельный заряд частицы (отношение заряда к массе).

Ответ: 24,3 МКл/кг. Рисунок: нет.

3. Два шарика одинаковых радиусов и массы подвешены на нитях одинаковой длинны так, что их поверхности соприкасаются. После сообщения заряда q0=0.4 мкКл они оттолкнулись друг от друга и разошлись на угол 2а=60 градусов. Найти массу m каждого шарика, если расстояние от центра шарика до точки подвеса l=20 см.

Ответ: м=15.6г Рисунок: нет.

4. Найти емкость C земного шара. Считать радиус земного шара R= =6400 км. На сколько изменится потенциал ФИ земного шара, если ему сообщить заряд q=1 Кл?

Ответ: C=710 мкФ; ДЕЛЬТА(ФИ)=1400 В. Рисунок: нет_

5. Между двумя вертикальными пластинами на одинаковом расстоянии от них падает пылинка. Вследствие сопротивления воздуха пылинка падает с постоянной скоростью v=2 см/с. 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: t=1 с; l=2 см. Рисунок: нет

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 81

1. Два металлических шара радиусами 2 см и 6 см соединены проводником, емкостью которого можно пренебречь. Шарам сообщен заряд 1 нКл. Найти поверхностную плотность зарядов на шарах.

Ответ: 49,8 нКл/м**2; 16,6 нКл/м**2. Рисунок: нет.

2. Электрическое поле создано зарядом тонкого равномерно заряженного стержня, изогнутого по трем сторонам квадрата. Длина а стороны квадрата равна 20 см. Линейная плотность зарядов равна 500 нКл/м. Вычислить напряженность E поля т.А?

Ответ: 60.2 кВ/м Рисунок: 14.9.

3. Параллельно бесконечной пластине, несущей заряд, равномерно распределенный по площади с поверхностной плотностью 20 нКл/м**2, расположена тонкая нить с равномерно распределенным по длине зарядом (0,4 нКл/м). Определить силу, действующую на отрезок нити длиной 1 м.

Ответ: 452 нН/м. Рисунок: нет.

4. 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.

5. Два точечных заряда, находясь в воздухе (е=1)на расстоянии r1= 20см друг от друга, взаимодействуют с некоторой силой. На каком расстоянии r2 нужно поместить эти заряды в масле чтобы получить ту же силу взаимодействия?

Ответ: r2=8.94cm Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 82

1. Плоский конденсатор заполнен диэлектриком и на его пластины подана некоторая разность потенциалов. Его энергия при этом равна 2*10**-5 Дж. После того как конденсатор отключили от источника напряжения, диэлектрик вынули из конденсатора. Работа, которую надо было совершить против сил электрического поля, чтобы вынуть диэлектрик равна 7*10**-5 Дж. Найти диэлектрическую проницаемость диэлектрика.

Ответ: Е=4.5. Рисунок:нет.

2. Конденсатор емкостью 20 мкФ заряжен до потенциала 100 В. Найти энергию этого конденсатора.

Ответ: W=0.1 Дж. Рисунок:нет.

3. Протон и АЛЬФА-частица, ускоренные одной и той же разностью потенциалов, влетают в плоский конденсатор параллельно пласти-нам. Во сколько раз отклонение протона полем конденсатора бу-дет больше отклонение АЛЬФА-частицы?

Ответ: Отклонение протона и АЛЬФА-частицы будет одно и то же. Рисунок: нет

4. Эбонитовый толстостенный полый шар несет равномерно распределенный по объему заряд с плотностью 2 мкКл/м**3. Внутренний радиус шара равен 3 см, наружный 6 см. Определить потенциал шара в следующих точках: 1) на наружной поверхности шара; 2) на внутренней поверхности шара; 3)в центре шара.

Ответ: 1) 238 В; 2) и 3)116 В. Рисунок: нет.

5. Два одинаковых проводящих заряженных шара находятся на расстоянии 60 см. Сила отталкивания шаров равна 70 мкН. После того как шары привели в соприкосновение и ударили друг от друга на прежнее расстояние, сила отталкивания возросла и стала равной 160 мкН. Вычислить заряды Q 1 и Q 2, которые были на шарах до их соприкосновения. Диаметр шаров считать много меньшим расстояния между ними.

Ответ: 0,14 мкКл; 20 нКл. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 83

1. Вычислить энергию электростатического поля металлического шара, которому сообщен заряд 100 нКл, если диаметр шара равен 20 см.

Ответ: 450 мкДж. Рисунок: нет.

2. 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.

3. 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.

4. Два одинаковых проводящих заряженных шара находятся на расстоянии 30 см. Сила притяжения шаров равна 90 мкН. После того как шары были приведены в соприкосновение и удалены друг от друга на прежнее расстояние, они стали отталкиваться с силой 160 мкН. Определить заряды Q1 и Q2,которые были на шарах до их соприкосновения. Диаметр шаров считать много меньшим расстояния между ними.

Ответ: 0,09 мкКл; - 0,01 мкКл. Рисунок: нет.

5. 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.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 84

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. Сплошной шар из диэлектрика (<эпсилон>=3) радиусом R= 10 см заряжен с объемной плотностью <ро>=50 нКл/м**3. Напряженность Напряженность электрического поля внутри и на поверхности такого шара выражается формулой E=(<ро>*r)/(3*<эпсилон>0*<эпсилон>), где r- расстояние от центра шара до точки, в которой вычисляется напряженность поля. Вычислить разность потенциалов между центром шара и точками, лежащими на его поверхности.

Ответ: 3,14 В. Рисунок: нет.

3. При перемещении заряда 20 нКл между двумя точками поля внешними силами была совершена работа 4 мкДж. Определить работу сил поля и разность потенциалов этих точек поля.

Ответ: - 4 мкДж;200 В. Рисунок: нет.

4. Расстояние между двумя точечными зарядами Q 1= 1 мкКл и Q 2= - Q 1 равно 10 см. Определить силу, действующую на точечный заряд Q = 0,1 мкКл, удаленный на r 1= 6 см от первого и на r 2 = 8 см от второго зарядов.

Ответ: 287 мН. Рисунок: нет.

5. Лист стекла толщиной d=2 см. равномерно заряжен с объемной плотностью р=1 мкКл/м**3. Определить напряженность Е и смещение Д электрического поля в т.А,В,С. Построить график зависимости Е(х) (ось Х координат перпендикулярна поверхности листа стекла).

Ответ: Ea=0, Da=0, Eb=80.8 B/m, Db=5 кК/м**2, Ec'=162 B/m, Ec"=1.13 кB/m, Dc=10 нКл/м**2 . рис.3 Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 85

1. Два электрона, находящиеся на большом расстоянии друг от друга, сближаются с относительной начальной скоростью 10 Мм/с. Определить минимальное расстояние, на которое они могут подойти друг к другу.

Ответ: 10,1 пм. Рисунок: нет.

2. Цилиндрический конденсатор состоит из внутреннего цилиндра радиусом r=3 мм, двух слоев диэлектрика и внешнего цилиндра радиусом R=1 см. Первый слой диэлектрика толщиной d1=3 мм примыкает к внутреннему цилиндру. Найти отношение падений потенциала U1/U2 в этих слоях.

Ответ: U1/U2=1.35. Рисунок: нет

3. Две одноименно заряженные цастицы с зарядами Q1 и Q2 сближаются с большого расстояния. Векторы скоростей V1 и V2 частиц лежат на одной прямой. Определить минимальное расстояние на которое подойдут частицы друг к другу, если их массы равны m1 и m2. Рассмотреть два случая: 1) m1=m2 и 2) m2>>m1.

Ответ: нет. Рисунок: нет.

4. Заряд 1 мкКл равноудален от краев круглой площадки на расстоянии 20 см. Радиус площадки равен 12 см. Определить среднее значение напряженности в пределах площадки.

Ответ: 250 кВ/м. Рисунок: нет.

5. Пучок электронов, ускоренных разностью потенциалов U0=300 В, при прохождении через незаряженный плоский горизонтально расположенный конденсатор параллельно его пластинам дает светящееся пятно на флуоресцирующем экране, расположенном на расстоянии x=12 см от конца конденсатора. При зарядке конденсатора пятно на экране смещается на расстояние y=3 см. Расстояние между пластинами d=1.4 см; длина конденсатора l=6 см. Найти разность потенциалов U, приложенную к пластинам конденсатора.

Ответ: U=2*U0*y*d/l(x+l/2)=28 В. Рисунок: нет

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 86

1. Бесконечная плоскость несет заряд, равномерно распределенный с поверхностной плотностью 1 мкКл/м**2. На некотором расстоянии от плоскости параллельно ей расположен круг радиусом 10 см. Вычислить поток вектора напряженности через этот круг.

Ответ: 1,78 кВ.м. Рисунок: нет.

2. Мыльный пузырь с зарядом q=222 пКл находится в равновесии в поле плоского горизонтально расположенного конденсатора. Найти разность потенциалов U между пластинами конденсатора, если масса пузыря m=0.01 г и расстояние между пластинами d=5 см.

Ответ: U=22 кВ. Рисунок: нет

3. Даны два шарика массой 1 г каждый. Какой заряд нужно сообщить каждому шарику, чтобы сила взаимного отталкивания зарядов уравновесила силу взаимного притяжения шариков по закону тяготения Ньютона? Рассматривать шарики как материальные точки.

Ответ: 86,7 фКл. Рисунок: нет.

4. Два положительных точечных заряда Q и 4Q закреплены на расстоянии l = 60 см друг от друга. Определить, в какой точке на прямой, проходящей через заряды, следует поместить третий заряд Q 1 так, чтобы он находился в равновесии. Указать, какой знак должен иметь этот заряд для того, чтобы равновесие было устойчивым, если перемещения заряда возможны только вдоль прямой, проходящей через закрепленные заряды.

Ответ: Между зарядами на расстоянии 40 см от заряда 4Q; положительный. Рисунок: нет.

5. Определить силу взаимодействия двух точечных зарядов q1=q2= 1 Кл, находящихся в вакууме на рсстоянии r=1 м друг от друга.

Ответ: 9*10**9 Н. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 87

1. Конденсатор электроемкостью 0,6 мкФ был заряжен до разности потенциалов 300 В и соединен со вторым конденсатором электроемкостью 0,4 мкФ, заряженным до разности потенциалов 150 В. Найти заряд, перетекший с пластин первого конденсатора на второй.

Ответ: 36 мкКл. Рисунок: нет.

2. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено диэлектриком (фарфор), объем которого равен 100 см**3. Поверхностная плотность заряда на пластинах конденсатора равна 8.85 нКл/м**2. Вычислить работу, которую необходимо совершить для того, чтобы удалить диэлектрик из конденсатора. Трением диэлектрика о пластины конденсатора пренебречь.

Ответ: 63.5 нДж. Рисунок: нет.

3. Две бесконечные параллельные плоскости находятся на расстоянии 0,5 см друг от друга. На плоскостях равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 0,2 мкКл/м**2 и 0,3 мкКл/м**2. Определить разность потенциалов между плоскостями.

Ответ: 141 В. Рисунок: нет.

4. 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.

5. Электрон летит от одной пластины плоского конденсатора до другой. Разность потенциалов между пластинами U=3кВ, расстояние между пластинами d=5 мм. Найти силу F, действующую на электрон, ускорение a электрона, скорость v, с которой электрон приходит ко второй пластине, и поверхностную плотность заряда СИГМА на пластинах.

Ответ: F=9.6*10**(-14) H; a=1.05*10**17 м/с; v=3.24*10**7 м/с; Рисунок: нет

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 88

1. Два шарика одинаковых радиуса R=1 см и массы m=40 мг подвешены на нитях одинаковой длины так, что их поверхности соприкасаются. Когда шарики зарядили, нити разошлись на некоторый угол и сила натяжения нитей стала равной T=490 мкН. Найти потенциал ФИ заряженных шариков, если известно, что расстояние от центра каждого шарика до точки подвеса l=10 см.

Ответ: ФИ=19.5 кВ. Рисунок: нет

2. Имеются две концентрические металлические сферы радиусами 3 см и 6 см. Пространство между сферами заполнено парафином. Заряд внутренней сферы равен - 1нКл, внешний 2 нКл. Найти потенциал электрического поля на расстоянии: 1)1см; 2)5см; 3)9 см от центра сфер.

Ответ: 1)75 В; 2) 135 В; 3)100 В. Рисунок: нет.

3. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено маслом. Расстояние между пластинами равно 1 см. Какую разность потенциалов надо подать на пластины этого конденсатора, чтобы поверхностная плотность связанных (поляризованных) зарядов на масле была равна 6.2*10-10 Кл/см**2?

Ответ: U=1750 В. Рисунок: нет.

4. Построить график зависимости энергии Wэл электростатического взаимодействия двух точечных зарядов от расстояния r между ними в интервале 2<=r<=10см через каждые 2см. Заряды q1=1нКл и q2=3нКл, е=1. График построить для: а) одноименных зарядов, б)разноименных зарядов.

Ответ: График Рисунок: нет.

5. Определить электроемкость металлической сферы радиусом 2 см, погруженной в воду.

Ответ: 180 пФ. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 89

1. Две концентрические металлические сферы радиусами 2 см и 2,1 см образуют сферический конденсатор. Определить его электроемкость, если пространство между сферами заполнено парафином.

Ответ: 93,3 пФ. Рисунок: нет.

2. Две бесконечные параллельные плоскости находятся на расстоянии 1 см друг от друга. Плоскости несут равномерно распределенные по поверхностям заряды с плотностями 0,2 мкКл/м**2 и 0,5 мкКл/м**2. Найти разность потенциалов пластин.

Ответ: 170 В. Рисунок: нет.

3. Тонкий очень длинный стержень равномерно заряжен с линейной плотностью заряда, равной 10 мкКл/м. На перпендикуляре к оси стержня, восставленном из конца его, находится точечный заряд Q = 10 нКл. Расстояние а заряда от конца стержня равно 20 см. Найти силу взаимодействия заряженного стержня и точечного заряда.

Ответ: 6,37 мН. Рисунок: нет.

4. Между пластинами плоского конденсатора, заряженного до разности потенциалов 600 В, находятся два слоя диэлектриков: стекла толщиной 7 мм и эбонита толщиной 3 мм. Площадь каждой пластины конденсатора равна 200 см**2. Найти: 1)электроемкость конденсатора; 2)смещение, напряженность поля и падение потенциала в каждом слое.

Ответ: 1)88,5 пФ; 2)2,66 мкКл/м**2; 42,8кВ/м; 100 кВ/м; 300 Рисунок: нет.

5. На отрезке тонкого прямого проводника равномерно распределен заряд с линейной плотностью 10 нКл/м. Вычислить потенциал, создаваемый этим зарядом от ближайшего конца отрезка на расстояние, равное длине этого отрезка.

Ответ: 62,4 В. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 90

1. Тонкие стержни образуют квадрат со стороной длиной a. Стержни заряжены с линейной плотностью 1,33 нКл/м. Найти потенциал в центре *квадрата .

Ответ: 33,6 В. Рисунок: нет.

2. Плоский воздушный конденсатор, расстояние между пластинами которого равно 5 мм, заряжен до потенциала 6 кВ. Площадь пластин конденсатора 12.5 см**2. Пластины конденсатора раздвигаются до расстояния 1 см двумя способами:1)Конденсатор остается соединенным с источником напряжения, 2)перед раздвижением конденсатор отсоединяется от источника напряжения. Найти в каждом из этих случаев: а) изменение емкости конденсатора, б) изменение потока напряженности сквозь площадь электродов, в)изменение объемной плотности энергии электрического поля.

Ответ: 1)а)на 1.1пФ; б)на 750 В*м; в)на 4.8*10**-2Дж/м**3. 2) а) на 1.1 пФ; б)поток, напряженности не изменился; в)объемная плотность энергии также не изменилась. Рисунок:нет.

3. Протон начальная скорость которого равна 100 км/с, влетел в однородное электрическое поле (E=300 В/см) так, что вектор скорости совпал с направлением линий напряженности. Какой путь должен пройти протон в направлении линий поля, чтобы его скоростью удвоилась?

Ответ: 5,19 мм. Рисунок: нет.

4. Между пластинами плоского конденсатора зажата пластина стекла. Площадь пластин конденсатора равна 0,01м2. Пластины конденсатора притягиваются друг к другу с силой 4.9*10**-3 Н. Найти поверхностную плотность связанных зарядов на поверхности стекла.

Ответ: сигма=10**-6 Кл/м**2. Рисунок:нет.

5. Электрон движется вдоль силовой линии однородного электри ческого поля. В некоторой точке поля с потенциалом 100 В электрон имел скорость 6 Мм/с. Определить потенциал точки поля, в которой скорость электрона будет равна 0,5*V1.

Ответ: 23,3 В. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 91

1. Электрон движется в плоском горизонтально расположенном конденсаторе параллельно его пластинам со скоростью v=3.6*10**7 м/с. Напряженность поля внутри конденсатора E=3.7 кВ/м; длина пластин конденсатора l=20 см. На какое расстояние y сместится электрон в вертикальном направлении под действием электрического поля за время его движения в конденсаторе?

Ответ: y=1 см. Рисунок: нет

2. Бесконечная тонкая прямая нить несет равномерно распределенный по длине нити заряд с плотностью 1 нКл/м. Каков градиент потенциала в точке, удаленной на расстояние 10 см от нити? Указать направление градиента потенциала.

Ответ: 180 В; градиент направлен к нити вдоль силовой линии. Рисунок: нет.

3. 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.

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

Ответ: mv**2/2=q*q0/4*ПИ*ЭПСИЛОН(0)*ЭПСИЛОН*r; r=6 см. Рисунок: нет

5. Конденсаторы электроемкостями С1=0.2 мкФ, С2=0.6 мкФ, С3=0.3 мкФ, С4=0.5 мкФ соединены так, как это показано на рисунке. Разность потенциалов между точками А и В равна 320 В. Определить разность потенциалов и заряд на пластинах каждого конденсатора.

Ответ: 240 В; 80 В; 120 В; 200 В; 48 мкКл; 48 мкКл; 60 мкКл; 60 мкКл. Рисунок: 17.2

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 92

1. Диаметр заряженного диска D=25см. При каком предельном расстоянии а от диска по нормали к его центру электрическое поле можно рассматривать как поле бесконечно протяженной плоскости? Погрешность при таком допущении не должна превышать Ь=0.05. Указание: Допускаемая погрешность Ь=(Е2-Е1)/Е2,где Е2-напряженность электрического поля бесконечно протяженной плоскости, Е1-напряженность поля диска

Ответ: а=1.2 см Рисунок: нет.

2. 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.

3. Электрическое поле создано двумя одинаковыми положительными точечными зарядами Q. Найти работу А1,2 сил поля по перемещению заряда Q1= =10 нКл из точки 1 с потенциалом фи1=300 В в точке 2.

Ответ: 785 Дж. Рисунок:15.10.

4. Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобретает скорость v=5.3 мм. Найти разность потенциалов U между пластинами, напряженность E электрического поля внутри конденсатора и поверхностную плотность заряда СИГМА на пластинах.

Ответ: U=2.8 В; E=530 В/м; СИГМА=4.7 нКл/м**2. Рисунок: нет

5. 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.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 93

1. Найти скорость v электрона, прошедшего разность потенциалов U, равную: 1,5,10,100,1000 В.

Ответ: v1=5.93*10**5 м/с; v2=1.33*10**6 м/с; v3=1.87*10**6 м/с; v3=5.93*10**6 м/с; v4=1.87*10**7 м/с; Рисунок: нет

2. Протон (ядро атома водорода) движется со скоростью v=7.7*10**6 м/c? На какое наименьшее расстояние r может приблизиться протон к ядру атома алюминия? Заряд ядра атома алюминия q=Z*e, где Z- порядковый номер атома в таблице Менделеева и e - заряд протона, равный по модулю заряду электрона. Протон и ядро атома алюминия считать точечными зарядами. Влиянием электронной оболочки атома алюминия пренебречь.

Ответ: r=6.1*10**(-14) м. Рисунок: нет

3. Две параллельные, бесконечно длинные прямые нити несут заряд, равномерно распределенный по длине с линейными плотностями 0,1 мкКл/м и 0,2 мкКл/м. Определить силу взаимодействия, приходящуюся на отрезок нити длиной 1 м. Расстояние между нитями равно 10 см.

Ответ: 3,6 мН/м. Рисунок: нет.

4. Две бесконечные параллельные пластины равномерно заряжены с поверхностной плотностью 10 нКл/м**2 и - 30 нКл/м**2. Определить силу взаимодействия между пластинами, приходящуюся на площадь S, равную 1 м**2.

Ответ: 16,9 мкН. Рисунок: нет.

5. 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.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 94

1. 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

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. Металлический шар имеет заряд 0,1 мкКл. На расстоянии, равном радиусу шара, от его поверхности находится конец нити, вытянутой вдоль силовой линии. Нить несет равномерно распределенный по длине заряд 10 нКл. Длина нити равна радиусу шара. Определить силу, действующую на нить, если радиус шара равен 10 см.

Ответ: 150 мкН. Рисунок: нет.

5. Тонкая бесконечная нить согнута под углом 90 град. Нить несет заряд, равномерно распределенный с линейной плотностью 1 мкКл/м. Определить силу, действующую на точечный заряд Q =0,1 мкКл, расположенный на продолжении одной из сторон и удаленный от вершины угла на а = 50 см.

Ответ: 4,03 мН. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 95

1. Электрон влетел в пространство между пластинами плоского конденсатора со скоростью 10 Мм/с, направленной параллельно пластинам. На сколько приблизится электрон к положительно заряженной пластине за время движения внутри конденсатора (поле считать однородным), если расстояние между пластинами равно 16 мм, разность потенциалов 30 В и длина пластин равна 6 см?

Ответ: 5,9 мм. Рисунок: нет.

2. Плоский конденсатор можно применить в качестве чувствительных микровесов. В плоском горизонтально расположенном конденсаторе, расстояние между пластинами которого d=3.84 мм, находится заряженная частица с зарядом q=1.44*10**(-9) СГСq. Для того чтобы частица находилась в равновесии, между пластинами конденсатора нужно было приложить разность потенциалов U=40 В. Найти массу m частицы.

Ответ: m=5.1**10(-16) кг. Рисунок: нет

3. Найти энергию уединенной сферы радиусом 4 см, заряженной до потенциала 500 В.

Ответ: 0.55 мкДж. Рисунок: нет.

4. Электрон влетает в плоский горизонтально расположенный конденсатор параллельно пластинам со скоростью v0=9*10**6 м/с. Разность потенциалов между пластинами U=100 В; расстояние между пластинами d=1 см. Найти полное a, нормальное a(n) и тангенциальное a(ТАУ) ускорения электрона через время t=10 нс после начала его движения в конденсаторе.

Ответ: a(ТАУ)=15.7*10**14 м/с**2; a(n)=8*10**14 м/с**2; a=17.6*10**14 м/с**2. Рисунок: нет

5. Пылинка массой 1 пг, несущая на себе пять электронов, прошла в вакууме ускоряющую разность потенциалов 3МВ. Какова кинетическая энергия пылинки? Какую скорость приобрела пылинка?

Ответ: 15 МэВ; 2,19 м/с. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 96

1. Электрическое поле создано бесконечной прямой равномерно заряженной линией (0,3 мкКл/м). Определить поток электрического смещения через прямоугольную площадку, две большие стороны кото- рой параллельны заряженной линии и одинаково удалены от нее на расстояние 20 см. Стороны площадки имеют размеры a=20 см, b=40см.

Ответ: 20 нКл. Рисунок: нет.

2. Шар А радиусом 10 см, заряженный до потенциала 3000 В, после отключения источника напряжения соединяется проволокой (емкостью которой можно пренебречь) сначала с удаленным незаряженным шаром В, а затем после отсоединения от В с удаленным незаряженным шаром С. Радиусы шаров С и В равны 10 см. Найти :1) первоначальную энергию шаров А и С, после соединения и работу разряда при соединении.

Ответ: 1) 5*10**-5Дж; 2)1.25*10**-5 Дж и работа2.5*10**-5 Дж; 3)энергия 31.25*10**-5Дж и работа разряда 62.5*10**-5 Дж. Рисунок:нет.

3. 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.

4. 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.

5. Электрон с начальной скоростью 3 Мм/с влетел в однородное электрическое поле напряженностью 150 В/м. Вектор начальной ско рости перпендикулярен линиям напряженности электрического поля. Найти: 1)силу действующую на электрон; 2)ускорение приобретаемое электроном; 3 )скорость электрона через 0,1 мкс.

Ответ: 1)2,4*10**(- 17) Н; 2)2,75*10**13 м/с**2; 3)4,07 Мм/с. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 97

1. Шарик заряженный до потенциала ФИ=792 В, имеет поверхностную плотность заряда СИГМА=333 нКл/м**2. Найти радиус r шарика.

Ответ: r=2.1 см. Рисунок: нет

2. Напряженность однородного электрического поля равна 120 В/м. Определить разность потенциалов между этой точкой и другой, лежащей на той же силовой линии и отстоящей от первой на 1 мм.

Ответ: 0,12 В. 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. Электрон находится в однородном электрическом поле напряженностью 200 кВ/м. Какой путь пройдет электрон за время 1 нс, если его начальная скорость была равна 0? Какой скоростью будет обладать электрон в конце этого интервала времени?

Ответ: 1,76 см;35,2 Мм/с. Рисунок: нет.

5. Бесконечно прямая нить несет равномерно распределенный заряд (тау =0.1 мкКл/м). Определить работу А1,2 сил поля по перемещению заряда Q=50 нКл из точки 1 в точку 2.

Ответ: 250 Дж. Рисунок:15.16. Движение заряженных частиц в электрическом поле

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 98

1. Какая ускоряющая разность потенциалов требуется для того, чтобы сообщить скорость 30 Мм/с: 1) электрону; 2) протону.

Ответ: 1)2,55 кВ; 2) 4,69 МВ. Рисунок: нет.

2. Заряды 1 мкКл и -1 мкКл находятся на расстоянии 10 см. Определить напряженность и потенциал поля в точке, удаленной на расстояние 10 см от первого заряда и лежащей на линии, проходящей через первый заряд перпендикулярно направлению от Q1 до Q2.

Ответ: 664 кВ/м;26,4 кВ. Рисунок: нет.

3. Электрическое поле создано заряженной (0.1 мкКл) сферой радиусом 10 см. Какова энергия поля, заключенная в объеме, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в два раза больше радиуса сферы?

Ответ: 225 мкДж. Рисунок: нет.

4. Абсолютный электрометр представляет собой плоский конденсатор, нижняя пластина которого неподвижна, а верхняя подвешена к коромыслу весов. При незаряженном конденсаторе расстояние между пластинами d=1см. Какую разность потенциалов приложили между пластинами, если для сохранения того же расстояния d=1см на другую чашку весов пришлось положить груз массой m=5.1*10**-3 кг? Площадь пластин S=50см2.

Ответ: U=15 кВ. Рисунок: нет.

5. Три одинаковых плоских конденсатора соединены последовательно. Электроемкость такой батареи конденсаторов равна 89 пФ. Площадь каждой пластины равна 100 см**2. Диэлектрик - стекло. Какова толщина стекла?

Ответ: 2,32 мм. Рисунок: нет.

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 99

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. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S=1 м**2, расстояние между ними d=1.5 мм. Найти емкость C этого конденсатора.

Ответ: C=5.9 нФ. Рисунок: нет

3. На расстоянии а = 10 см от бесконечной проводящей плоскости находится точечный заряд 20 нКл. Вычислить напряженность электрического поля в точке, удаленной от плоскости на расстояние а и от заряда Q на расстояние 2а.

Ответ: 3,32 кВ/м. Рисунок: нет.

4. 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

5. 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

 

 

Расчетно-графическое задание № 1

Вариант 100

1. В каких пределах может меняться емкость системы, состоящей из двух конденсаторов переменной емкости, если емкость каждого из них может меняться от 10 до 450 пФ?

Ответ: от 20 до 900 пФ при параллельном соединении и от 5 до 225 пФ при последовательном. Рисунок:нет.

2. Заряд распределен равномерно по бесконечной плоскости с поверхностной плотностью 10 нКл/м**2. Определить разность потенциалов двух точек поля, одна из которых находится на плоскости, а другая удалена от плоскости на расстояние 10 см.

Ответ: 56,6 В. Рисунок: нет.

3. Два конденсатора электроемкостями 3 мкФ и 6 мкФ соединены между собой и присоединены к батарее с ЭДС 120 В. Определить заряды Q1 и Q2 конденсаторов и разности потенциалов между их обкладками, если конденсаторы соединены: 1)параллельно; 2)последовательно.

Ответ: 1)360 мкКл; 720 мкКл; 120 В; 2)240 мкКл, 80В, 40В. Рисунок: нет.

4. Конденсатор электроемкостью 0,2 мкФ был заряжен до разности потенциалов 320 В. После того как его соединили параллельно со вторым конденсатором, заряженным до разности потенциалов 450 В, напряжение на нем изменилось до 400 В. Вычислить емкость второго конденсатора.

Ответ: 0,32 мкФ. Рисунок: нет.

5. Пластину из эбонита толщиной 2мм и площадью 300 см**2 поместили в однородное электрическое поле напряженностью 1 кВ/м, расположив так, что силовые линии перпендикулярны ее плоскости поверхности. Найти: 1) плотность связанных зарядов на поверхности пластин; 2) Энергию электрического поля сосредоточенную в пластине

Ответ: 1) 5.9 нКл/м**2; 2) 88.5 пДж. Рисунок: нет.


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


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar