Тема №6333 Ответы к задачам по физике Кочкин (Часть 3)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по физике Кочкин (Часть 3) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по физике Кочкин (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.

18.17 В алюминиевом сосуде с m1 = 0,1 кг находится m2 = 50г воды при t1 = 100С.
В сосуд опущен конец тонкой трубки, через которую в воду поступает стоградус-
ный водяной пар. Какой будет масса воды в сосуде, когда в нем установится тем-
пература t2 = 40
0С? (53,5 г)
50
18.18 В сосуде находится некоторое количество воды и льда в состоянии теплово-
го равновесия. Масса льда равна массе воды. Какая температура установится в
сосуде, если в него впустить стоградусный пар, массой в 4 раза меньшей, чем
масса воды?(370С)
18.19 Расплавленный свинец, имеющий температуру 3270С, выливают в воду,
имеющую начальную температуру 170С. Сколько надо влить свинца, чтобы дове-
сти воду массой 2 кг до кипения?(12,8 кг)
18.20 В теплоизолированный сосуд, в котором находился лед массой m1 = 3 кг
при температуре t1 = -100С, ввели воду, масса которой m2 = 0,5 кг, а температура
t2 = 100С. Найдите массу льда в сосуде после установления теплового равнове-
сия.(3,13 кг)
18.21 В сосуде теплоемкостью 500 Дж/К налита вода с температурой 200С, кото-
рую необходимо нагреть до 400С. Для этого в сосуд сначала вылили 1,27 кг рас-
плавленного свинца (при температуре плавления), а затем бросили 28 кубиков
льда, каждый объемом по 2 см3
с температурой -200С. Какова масса сорокогра-
дусной воды в сосуде?(2,04 кг)
18.22 Для приближенного определения удельной теплоты парообразования про-
вели следующий опыт. На электроплитке нагрели воду, причем оказалось, что на
нагревание ее от 10 0С до 100 0С потребовалось 18 мин, а для обращения в пар 0,2
ее массы – 23 мин. Какова удельная теплота парообразования по данным опы-
та?(2,4 МДж/кг)
18.23 Колба с холодной водой, начальная температура которой t = 00С, закипает
на плитке через время η1, а через время η2 = 12 мин после начала нагревания пол-
ностью испаряется. Определите η1.(1,88 мин)
18.24 Смесь из свинцовых и алюминиевых опилок с общей массой 150 г и темпе-
ратурой 100 0С погружена в калориметр с водой, температура которой 15 0С, а
масса 230 г. Окончательная температура установилась 20 0С. Теплоемкость кало-
риметра 41,9 Дж/К. Сколько свинца и алюминия было в смеси?(92 г и 58 г)
18.25 При штамповке алюминиевых изделий ударная часть молота массой 7·102
кг
свободно падает с высоты 1 м. При этом изделие массой 2 кг нагревается на 1,1К.
Какой процент энергии удара идет на нагревание изделия?(29%)
18.26 Ударная часть молота, масса которого 104
кг, свободно падает с высоты
2,5м на железную поковку массой 200 кг. Сколько раз падала ударная часть мо-
лота, если поковка нагрелась на 200С и на это нагревание идет 30% кинетической
энергии молота?(25)

19. КПД. Теплота. Работа
19.1 Какое количество алюминия можно нагреть от 10 0С до плавления в пла-
вильной печи с КПД 20%, если сжечь 25 кг нефти?(403 кг)
19.2 Сколько меди можно расплавить в плавильной печи с КПД 30%, сжигая
420кг нефти, если начальная температура меди 23 0С?(9945 кг)
19.3 В электрическом чайнике мощностью Р = 600 Вт можно вскипятить V = 1,5 л
воды за η = 20 мин при начальной температуре воды t = 20 0С. Найдите КПД чай-
ника.(0,7)
51
19.4 Сколько необходимо сжечь угля, чтобы 6 т воды, взятой при температуре
100С нагреть до кипения, и 1 т ее обратить в пар? КПД котла 70%.(216 кг)
19.5 В примусе сгорает за минуту 3 г керосина. Найдите КПД примуса, если из-
вестно, что в кастрюле, поставленной на примус, содержащей первоначально 1 кг
льда при температуре 0 0С, вода закипела через 15 мин. Теплоемкость кастрюли
40 Дж/К.(38%)
19.6 На электроплитке с КПД 84% нагревается от 10 0С до 100 0С чайник, в кото-
ром находится 2 л воды. При этом 0,1 количества воды выкипает. Теплоемкость
чайника 21 Дж/К. Какова мощность плитки, если весь процесс продолжается
40мин? (610 Вт)
19.7 Определите КПД двигателя, если его полезная мощность равна 10 кВт, а рас-
ход бензина за 5 мин составляет 0,217 кг.(0,3)
19.8 Для работы паровой машины расходуют 160 кг каменного угля в 1 ч. Охлаж-
дение ее осуществляется водой, температура которой при входе 12 0С, а при вы-
ходе 27 0С. Определите расход воды за 1 с, если на нагревание воды затрачивает-
ся 25% общего количества теплоты.(5,3 кг/с)
19.9 Автомобиль прошел расстояние 120 км со скоростью 72 км/ч. На этом пути
израсходовано 19 кг бензина. Какую среднюю мощность развивал мотор автомо-
биля во время пробега, если КПД равен 25%?(45 л.с.)
19.10 Автомобиль массой 4,6 т трогается с места на подъеме, равном 0,025, и,
двигаясь равноускоренно, за 40 секунд проходит 200 м. Найдите расход бензина
(в литрах) на этом участке, если сила сопротивления равна 0,02 от веса автомоби-
ля и КПД 20%.(0,1л)
19.11 Междугородный автобус прошел путь 80 км за 1 ч. Двигатель при этом раз-
вивал мощность 70 кВт при КПД равном 25%. Сколько дизельного топлива,
плотность которого 800 кг/м3
, сэкономил водитель на рейсе, если норма расхода
горючего 40 л на 100 км пути?(2 л)
19.12 Двигатель реактивного самолета при полете со скоростью 1800 км/ч разви-
вает силу тяги 88 кН и имеет КПД 20%. Определите расход керосина за 1 с поле-
та и развиваемую мощность.(5 кг; 44 МВт)
19.13 Для работы двигателя с КПД 18% запасена нефть массой 4,8·103
кг. Опреде-
лите на сколько дней хватит этого запаса нефти, если средняя мощность двигате-
ля во время работы 25 кВт, а рабочий день составляет 7 ч.(63 дня)
20. Первый закон термодинамики. Циклы
20.1 Чему равна внутренняя энергия при нормальных условиях 1 см3
аргона?
(0,15 Дж)
20.2 На сколько изменится внутренняя энергия 2-х молей идеального одноатом-
ного газа при нагревании от 120 0С до 250 0С?(3241 Дж)
20.3 При уменьшении объема газа в 3,6 раза его давление увеличилось на 20%. Во
сколько раз изменилась внутренняя энергия газа? (в 3 раза)
20.4 С идеальным одноатомным газом совершают процесс при постоянном объе-
ме так, что его температура уменьшается в 2,5 раза. Начальное давление равно P0=
105Па, объем газа V=10л. Определить изменение внутренней энергии газа. (-900Дж)
52
20.5 Моль газа, имевший температуру Т1=300К, изобарно расширился, совершив
работу А = 12,5 кДж. Во сколько раз при этом увеличился объем газа? (в 6 раз)
20.6 Идеальный газ, занимающий объем V = 5 л и находящийся под давлением p=
2·105 Н/м2
при температуре Т = 290 К, был нагрет при постоянном объеме и затем
расширился изобарически. Работа расширения газа при этом оказалась равной
200 Дж. На сколько нагрелся газ в изобарическом процессе? (580С)
20.7 Газ нагревают по закону P/T
2
= const. Какую по
знаку работу совершает при этом газ? (отрицательную)
20.8 Вычислить работу, совершенную 1 молем He в
процессе 1-2-3, изображенном на рисунке. (1,66 кДж)
20.9 В изотермическом процессе газ совершает работу
А = 1000 Дж. На какую величину увеличится внутрен-
няя энергия этого газа, если ему сообщить количество
теплоты, вдвое большее, чем в первом случае, а процесс прово-
дить изохорически?(ΔU = 2000 Дж)
20.10 Нагревание газа происходит в сосуде, прикрытом поршнем
двумя способами: а) поршень неподвижен; б) поршень легко пе-
ремещается. Какой из графиков зависимости температуры
газа Т от подведенного количества тепла Q соответствует
каждому из этих процессов?( а) – 1; б) – 2)
20.11 На рисунке дан график изменения состояния идеаль-
ного газа 1-2-3-4-1 в координатах Р-V. В каких процессах
газ поглощает тепло, а в каких отдает?
20.12 Одноатомный идеальный газ нагревается при постоянном давлении р. Ка-
кое количество теплоты необходимо сообщить газу, чтобы его объем V удвоил-
ся? Какая работа будет при этом совершена?(Q = (5/2)pV; A = pV)
20.13 Найдите изменение внутренней энергии 0,5 моля газа при нагревании его
при постоянном давлении от t1 = 27 0С до t2 = 47 0С, если газу было сообщено Q =
290 Дж тепла.(207 Дж)
20.14 В закрытом сосуде объемом 10 л находится гелий при давлении 105 Па. Ка-
кое количество тепла надо сообщить газу, чтобы повысить его давление в 5
раз?(6 кДж)
20.15 Какая часть количества тепла переданного одноатомному газу в изобарном
процессе идет на увеличение внутренней энергии, а какая – на совершение рабо-
ты?(3/5; 2/5)
20.16 Одноатомный газ объѐмом 2 л находится под давлением 105 Па. Какое ко-
личество тепла надо сообщить газу, чтобы: 1) при P = const объем увеличить
вдвое; 2) при V = const давление увеличить вдвое?(500 Дж; 300 Дж)
20.17 Один моль газа находится при Т1 = 300 К. Газ изохорически охлаждается
так, что его давление уменьшается в 3 раза, а затем изобарически
расширяется так, что в конечном состоянии его температура равна
первоначальной. Изобразите процесс в координатах P – V и вы-
числите произведенную газом работу.(1,66 кДж)
20.18 Для процесса с идеальным одноатомным газом, изобра-
женного на рисунке, найдите совершенную работу, изменение
внутренней энергии и полученное количество теплоты. (250кДж; -
T
1
2
Q
3 2
1
100 300 T
V
1
2
2 3
4
1
p,атм
V,м3
~1/V
3
P 2
 1 4 V
53
750 кДж; -500 кДж)
20.19 Идеальный газ в количестве 0,005 молей совершает про-
цесс, показанный на рисунке. Найдите количество тепла, по-
глощенного газом, и совершенную им работу.(8,31 Дж)
20.20 Определите количество тепла необходимого для перевода
идеального одноатомного газа из состояния 1 в состояние 3 в
соответствии с P – V диаграммой, приведенной на
рисунке.(Q = 17p0V0)
20.21 Один моль идеального одноатомного газа изохориче-
ски охлаждают так, что его давление уменьшается в n раз.
Затем его изобарически расширяют так, что его объем воз-
растает в n раз. Определите число n, если известно, что со-
общенное при этих переходах суммарное количество теплоты
в два раза меньше его первоначальной внутренней энергии.(n
= 4)
20.22 Моль идеального одноатомного газа переводят из со-
стоя-ния 1 в состояние 4 как указано на рисунке. Определить
подведенное к газу тепло, если разность конечной и началь-
ной температур равна Т = 200 К.(5,82 кДж)
20.23 Газ совершает циклический процесс, изображенный
на рисунке. Найдите работу за цикл, если минимальная
температура цикла t1 = 0 0С, максимальная t3 = 127 0С,
минимальный объем V1 = 5 л, максимальный объем V3 = 6
л. Известно, что данный газ при нормальных условиях за-
нимает объем V0 = 10 л.(11,6 Дж)
20.24 На рисунке изображен цикл, совершаемый одно-
атомным идеальным газом. Известно, что Р2 = 2Р1 = Р0, V3 =
4V0, V1 = V0 и P0V0 = RT0. Определите КПД цикла.(16,7%)
20.25 Определите КПД тепловой машины, работающей по цик-
лу, состоящему из двух изобар и двух изохор. Давление и объем
за цикл меняются в два раза. Рабочим телом является один моль
азота, имеющего удельную теплоемкость в изохорическом про-
цессе CV = 748 Дж/кг·К, а в изобарическом процессе Cp = 1045
Дж/кг·К.(10,5%)
20.26 Некоторое количество идеального одноатомного газа расширяется сначала
адиабатно, а затем изобарно. Конечная температура равна начальной. При адиа-
батном расширении газ совершил работу, равную 3 кДж. Какова работа газа за
весь процесс? (5 кДж)
20.27 В пределах цикла состоящего из изобарического охлаждения, изохориче-
ского нагревания и изотермического расширения, давление идеального одно-
атомного газа изменяется от минимального значения 2 атм. до максимального 5
атм., объем от 1 л до 2,5 л. Работа, совершаемая газом в изотермическом процес-
се, равна 460 Дж. Найти работу совершаемую за цикл и КПД цикла.
1 2
300
P
3
T K
100
1
2
3
V
P
 3 4
 T
P 1 2
 1 V
P 2 3
1
V0 2V0 3V0 V
p
3p0
p0
2 3
54
20.28 КПД цикла 1-2-4-1 равен 1, а цикла 2-3-4-2 равен
2. Участки 4-1 и 2-3 – изохоры, участок 3-4 - изобара, на
участках 1-2 и 2-4 давление линейно зависит от объѐма.
Рабочее вещество - идеальный газ. Найти КПД цикла 1-2-
3-4-1.(1+2-12)
21. Цикл Карно
21.1 Вычислить КПД идеальной машины, если температура пара в котле равна
300 0С, а в холодильнике 130 0С.(30%)
21.2 В каком случае КПД идеальной тепловой машины увеличится больше, если
увеличить температуру нагревателя на некоторую величину или уменьшить тем-
пературу холодильника на эту же величину?(уменьшить Tх)
21.3 КПД идеального теплового двигателя равен 60%. Во сколько раз отличаются
температуры нагревателя и холодильника?(2,5)
21.4 Тепловая машина работает по циклу Карно. Определите ее КПД, если из-
вестно, что за один цикл была совершена работа 4·105 Дж, а холодильнику было
передано 600 кДж тепла.(40%)
21.5 Газ, совершающий цикл Карно, 55% теплоты, полученной от нагревателя,
отдает холодильнику. Температура нагревателя 272 0С. Определите температуру
холодильника.(300 К)
21.6 Идеальная тепловая машина получает за цикл от нагревателя 2500 Дж. Тем-
пература нагревателя 350 0С. Температура холодильника 270С. Найдите работу,
совершаемую машиной за цикл, и количество тепла, отданного холодильнику за
цикл.(1,3 кДж; 1,2 кДж)
21.7 Идеальная тепловая машина имеет полезную мощность 50 кВт. Температура
нагревателя 277 0С, температура холодильника 27 0С. Определите количество те-
пла, полученного машиной от нагревателя и переданное холодильнику, за 0,5 ча-
са работы.(198 МДж; 108 МДж)
21.8 Тепловая машина с максимально возможным КПД имеет в качестве нагрева-
теля резервуар с кипящей водой при температуре t1 = 100 0С, а в качестве холо-
дильника – сосуд со льдом при t2 = 0 0С. Какая масса льда растает при соверше-
нии машиной работы 106 Дж? (8,3 кг)

22. Насыщенный пар. Поверхностное натяжение жидкости
22.1 Используя таблицу на стр. 106 найдите во сколько раз отличаются массы на-
сыщенного пара в 1 м3
воздуха при температуре10 0С и 20 0С. (1,76)
22.2 Определите массу насыщенного водяного пара в комнате размерами 543
(м) при температуре 20 0С.(1,03 кг)
22.3 В закрытом сосуде объема V = 2 л при температуре t1 = 200С находится на-
сыщенный водяной пар. Сколько воды окажется в сосуде при понижении темпе-
ратуры до t2 = 50С? (21 мг)
22.4 В цилиндре объемом 2 л под поршнем находится смесь паров воды и возду-
ха. Если смесь медленно изотермически сжимать, то при объеме 0,8 л начнется
конденсация паров воды. Какова была влажность воздуха в начальном состоянии
смеси?(40%)
22.5 Какова масса водяных паров в 1 м3
воздуха при температуре30 0С и относи-
тельной влажности воздуха 75%?(22,7 г)
22.6 В запаянной трубке объема V = 0,4 дм3
находится водяной пар при давлении
P1 = 8 кПа и температуре t = 1500С. Какая масса воды сконденсируется на стенках
трубки при охлаждении ее до температуры t2 = 20
0С. (9,5 мг)
22.7 В сосуде находятся воздух и насыщенный водяной пар при
t = 60 0С и p = 105 Па. Во сколько раз масса воздуха в сосуде больше массы водя-
ного пара?(6,5)
22.8 Сколько воды образуется в каждом кубометре смеси воздуха и насыщенного
пара, если ее охладить от 30 0С до 20 0С?(13 г)
22.9 На дне сосуда с воздухом находится 0,1 г воды в равновесии с паром. Сколь-
ко всего водяного пара будет в сосуде, если после изотермического увеличения
его объема в 2 раза, когда вся вода испарится, относительная влажность воздуха
станет равной 60%?(0,6 г)
56
22.10 В откачанном герметически закрытом сосуде объема V = 10 дм3
находится
открытая колбочка, содержащая m = 10 г воды. Сосуд прогревают при темпера-
туре t = 1000С. Какая масса воды испарится?(5,9 г)
22.11 Водяной пар массой 0,5 г занимает объем 10 л при t = 500С. Какова при этом
относительная влажность? Какое количество пара конденсируется, если изотер-
мически уменьшить объем вдвое?(61%; 88 мг)
22.12 В сосуд объемом V = 10 дм3
налили воду. При этом давление и температура
в комнате равны p0 = 105 Па, t0 = 270C. Сосуд герметично закрыли и нагрели до
температуры t1 = 1000С. Каким стало давление в сосуде, если масса воды 1) m = 5
г; 2) m = 10 г? (2,1105 Па; 2,24105 Па)
22.13 Какую работу против сил поверхностного натяжения надо совершить, что-
бы выдуть мыльный пузырь диаметром 4 см? Коэффициент поверхностного на-
тяжения мыльного раствора ζ = 0,043 Н/м.(430 Дж)
22.14 На сколько изменится поверхностная энергия, если каплю ртути радиусом 4
мм разбить на 8 одинаковых капель? Коэффициент поверхностного натяжения
ртути ζ = 0,5 Н/м.(100 мкДж)
22.15 Какую вертикальную силу необходимо приложить к легкому алюминиево-
му кольцу с внутренним диаметром 50 мм и внешним диаметром 52 мм, чтобы
оторвать его от горизонтальной поверхности воды? Коэффициент поверхностно-
го натяжения воды ζ = 0,073 Н/м.(23,4 мН)
22.16 Из вертикальной трубки с внутренним диаметром d = 2 мм вытекают капли
воды. Считая диаметр шейки капли в момент отрыва равным d, а каплю сфериче-
ской, найдите массу и радиус капли. Коэффициент поверхностного натяжения
воды принять равным 0,073 Н/м.(46 мг; 2,2 мм)
22.17 Каково дополнительное давление, создаваемое мыльной пленкой, внутри
мыльного пузыря радиусом R = 2 мм? Поверхностное натяжение мыльной пленки
ζ = 40·10-3 Н/м. (80 Па)
22.18 Давление воздуха внутри мыльного пузыря на 1 мм. рт. ст. больше атмо-
сферного. Диаметр пузыря 2,6 мм. Чему равен коэффициент поверхностного на-
тяжения мыльного раствора?(0,043 Н/м)
22.19 Определите давление воздуха в воздушном пузырьке диаметром 0,1 мм на
глубине 10 м под поверхностью воды. Атмосферное давление 740 мм. рт. ст. Ко-
эффициент поверхностного натяжения воды ζ = 0,073 Н/м.(2,26·105 Па)
22.20 На какую высоту поднимется вода в стеклянном капилляре, опущенном
вертикально нижним концом в воду, если его внутренний диаметр 0,2 мм? Коэф-
фициент поверхностного натяжения воды ζ = 0,073 Н/м.(0,15 м)
22.21 Найдите разность уровней воды в двух сообщающихся стеклянных капил-
лярах с внутренними диаметрами 1 мм и 0,5 мм. Коэффициент поверхностного
натяжения воды ζ = 0,073 Н/м.(29,8 мм)
22.22 Капиллярная стеклянная трубка длиной 39,6 см и внутренним диаметром
0,2 мм с запаянным верхним концом и открытым нижним в вертикальном поло-
жении приводится в соприкосновение с поверхностью воды. При этом вода в ка-
пилляре поднимается на высоту 5,5 мм. Найдите по этим данным коэффициент
поверхностного натяжения воды. Атмосферное давление 105 Па.(0,073 Н/м)

23. Закон Кулона
23.1 Каким будет заряд металлического шара, если на нем будет находиться
4·1010 избыточных электронов?(- 6,4 нКл)
23.2 Найдите силу взаимодействия двух электронов, расстояние между которыми
1 см.(2,3·10-24 Н)
23.3 С какой силой будут притягиваться два одинаковых свинцовых шарика ра-
диуса r = 1 см, расположенные на расстоянии R = 1 м друг от друга, если у каж-
дого атома первого шарика отнять по одному электрону и все эти электроны пе-
ренести на второй шарик?(4,3·1018 Н)
23.4 Сила тяготения между двумя наэлектризованными шариками массой 1 г
уравновешена электрической силой отталкивания. Считая заряды шариков рав-
ными, определите их величину.(8,6·10-14Кл)
23.5 Во сколько раз сила электрического взаимодействия между электроном и
протоном больше силы их гравитационного взаимодействия?(≈ 2,3·1039)
23.6 Два небольших изолированных шарика, расположенных на расстоянии 60 см
друг от друга, несут заряды 10-9
и 9·10-9 Кл. В какую точку нужно поместить тре-
тий заряд, чтобы он оказался в равновесии?(15 см от первого заряда)
23.7 Шарик массой 2·10-3
кг, имеющий заряд 0,2·10-7Кл, подвешен в воздухе на
тонкой изолирующей нити. Определите натяжение нити, если снизу на расстоя-
нии 0,05 м расположен одноименный заряд 1,2·10-7 Кл.(1,1·10-2 Н)
23.8 Три заряда q1 = 4 мкКл, q2 = 2 мкКл, q3 = 1 мкКл связа-
ны двумя нитями и расположены так, как показано на ри-
сунке. Найти отношение сил натяжения нитей.(3)
23.9 Два маленьких шарика одинакового радиуса и массы подвешены в воздухе на
нитях равной длины 20 см в одной точке. После того, как шарикам сообщили за-
ряды по 4·10-7 Кл, нити разошлись на угол 600
. Найдите массу шариков.(6 г)
23.10 Два заряженных шарика, подвешенных на нитях одинаковой длины в общей
точке, находятся в равновесии. Как изменится равновесный угол между нитями,
q1 q2 q3
L L
 С1 С2 С3
С1
С2

С3
59
если длину нитей и заряд шариков удвоить? Размерами шариков пренебречь.(не
изменится)
23.11 Два одинаковых маленьких шарика, заряженных одноименными зарядами,
находятся на расстоянии L0= 1 м друг от друга. Заряд одного из них в 4 раза
больше заряда другого. Шарики привели в соприкосновение и развели на некото-
рое расстояние. Найдите это расстояние, если сила взаимодействия шариков ос-
талась прежней.(1,25 м)
23.12 Три одинаковых заряда по 1 нКл каждый расположены в вершинах равно-
стороннего треугольника. Какой заряд надо поместить в центе треугольника, что-
бы система находилась в равновесии?(-0,57 нКл)
23.13 В центре квадрата, в вершинах которого находится по заряду q, помещен
отрицательный заряд Q. Какова его величина, если система находится в равнове-
сии? Будет ли равновесие устойчивым?(Q = 0,957q, нет)
23.14 Три одинаковых невесомых шарика, расположенных вдоль одной прямой,
соединены двумя одинаковыми пружинами жесткостью k каждая. Расстояние
между крайними шариками L0. Затем всем шарикам сообщили одинаковый по ве-
личине и знаку заряд, при этом расстояние между
крайними шариками стало L. Найдите величину
сообщенного заряда.(
2   5 0 L L0 q  L  k  )
23.15 Шарик массой m и с зарядом q, вращается вокруг неподвиж-
но закрепленного заряда q, на нити длиной L так, что образует
угол α с вертикалью. Найдите угловую скорость вращения и натя-
жение нити. (
     
3
0
2   8 Lcos  q 4 m Lsin ,T  mg cos
)
23.16 Два маленьких одинаковых шарика, один из которых несет
на себе заряд 610-9 Кл, находятся на расстоянии 5 см и притягиваются с силой
6,510-5 Н. С какой силой они будут взаимодействовать, если шарики соединить
между собой медной проволокой.(8,110-6 Н)
23.17 С какой силой взаимодействуют два заряда 6,6·10-8 Кл и 1,1·10-5 Кл в воде
на расстоянии 3,3 см? На каком расстоянии их следует поместить в вакууме, что-
бы сила взаимодействия осталась прежней?(0,074 Н; 0,29 м)
23.18 Два точечных заряда 180 нКл и 720 нКл находятся в керосине на расстоянии
16 см друг от друга. Где следует поместить третий заряд, чтобы он находился в
равновесии?(5,3 см от первого заряда.)
23.19 Два заряда, один из которых в три раза больше другого, находясь в вакууме
на расстоянии 0,3 м, взаимодействуют с силой 30 Н.Определите величины заря-
дов. На каком расстоянии в воде эти же заряды будут взаимодействовать с преж-
ней силой?(1·10-5 Кл; 3·10-5 Кл; 0,033 м)
23.20 Два одинаковых заряженных шарика, подвешенных в одной точке на нитях
равной длины, разошлись на некоторый угол α. Плотность материала шариков  =
1,6·103
кг/м3
. Какова диэлектрическая проницаемость жидкого диэлектрика, если
при погружении в него шариков угол расхождения нитей не изменился? Плот-
ность диэлектрика 0,8 г/см3
.(2)
23.21 Два заряженных шарика, подвешенных в одной точке на нитях одинаковой
длины, опускают в керосин. При каком значении плотности материала шариков
угол расхождения нитей не изменится?(1,6 г/см3
)
q
α
q
60
24. Напряженность и потенциал электрического поля
24.1 На рисунке дана зависимость потенциала электрическо-
го поля от координаты. На каком участке напряженность по-
ля равна нулю? На каких участках она минимальна и макси-
мальна?(2-3; 1-2; 3-4)
24.2 На рисунке А дан график зависимости потенциала поля от расстояния вдоль
некоторой прямой. Масштаб по оси X–1 см, по оси Y–1 мВ. Найти напряженность
поля на расстоянии 1 см, 3 см и 6 см от начала координат.(0,1 В/м; 0; 0,2 В/м)
24.3 Вблизи Земли напряженность электрического поля около 130 В/м. Найти за-
ряд Земли и электрический потенциал ее поверхности, считая радиус Земли рав-
ным 6400 км.(5,9·105 Кл; 7,7108 В)
24.4 Найти напряженность поля в точке, в которой на заряд q = 5·10-9 Кл действу-
ет сила F = 3·10-4 Н. Найти величину заряда, создающего это поле, если рассмат-
риваемая точка удалена от него на R = 9 см.(60 кВ/м; 54 нКл)
24.5 Сколько избыточных электронов несет на себе уединенный металлический
шар радиусом R = 2 см, заряженный до потенциала θ = 25 В. (3,4·107
)
24.6 Найти напряженность поля вблизи поверхности равномерно заряженного c
поверхностной плотностью заряда ζ = 8,85·10-9 Кл/м2
проводящего шара и на
расстоянии равном 5 радиусам от центра шара. (1 кВ/м; 40 В/м)
24.7 Потенциал электрического поля на расстоянии r =40 см от точечного заряда
Q равен θ=200 В. Какая сила будет действовать на другой точечный заряд q=10-9
Кл, помещенный в эту точку?(0,5 мкН)
24.8 Потенциал электрического поля на поверхности металлической заряженной
сферы радиусом 20 см равен 4 В. Найдите потенциал и напряженность поля на
расстоянии 40 см от центра сферы.(2 В; 5 В/м)
24.9 На заряд q = 10-6 Кл, находящийся вблизи заряженной плоскости, действует
сила F=2 Н. Найдите поверхностную плотность заряда плоскости.(3,54·10-5 Кл/м2
)
24.10 Положительно заряженный металлический шарик создает в точке А напря-
женность ЕА = 100 В/м, а в точке С – ЕС = 36 В/м. Какова на-
пряженность в точке В, если АВ = ВС?(ЕВ ≈ 56,3 В/м)
24.11 В некоторой точке создается электрическое поле тремя зарядами. Вектор
напряженности электрического поля, создаваемого каждым зарядом дан вектора-
ми Б, Д и Ж(см. рис. Б, где одна клетка 1 В/м). Найти модуль и направление век-
тора напряженности результирующего поля.(1 В/м; +y)
24.12 Два разноименных заряда величиной q1 = 10 нКл и q2 = -20 нКл расположе-
ны в вакууме на расстоянии 20 см друг от друга. Определи-
те напряженность и потенциал в точке А на расстоянии r =
4 см от первого заряда.(5,3·104 В/м; 1,5 кВ)
24.13 Два одинаковых по величине точечных заряда скользят по дуге ок-
ружности к ее вершине. Как будет изменяться напряженность электри-
ческого поля, создаваемого ими в центре окружности, если заряды одно-
го знака?
24.14 В вершинах квадрата находятся одинаковые
по модулю заряды +q и –q. В каком случае в центре
0
1
2 3
4 x
θ
+ +
- -
+
+
- -
- -
+ -
- +
- +
+ +
А q1 q2
 A B C
61
квадрата: а) потенциал имеет наибольшее значение; б) напряженность имеет
наибольшее значение; в) напряженность и потенциал одновременно равны нулю?.
24.15 Расстояние между двумя точечными зарядами 9 нКл и 18 нКл равно 40 см.
Определите потенциал поля в точке, в которой напряженность поля равна ну-
лю.(1,18 кВ)
24.16 Расстояние между зарядами 1 нКл и -10 нКл равно 55 см. Определите на-
пряженность поля в точке, потенциал в которой равен нулю, если точка лежит на
прямой, проходящей через заряды.(3,96 кВ/м; 2,17 кВ/м)
24.17 Два точечных заряда, один из которых в 4 раза больше второго, находятся
на расстоянии 0,9 м друг от друга. Где на прямой, соединяющей заряды, находит-
ся точка, в которой напряженность поля равна нулю?(на расстоянии 0,3 м от
меньшего заряда)
24.18 Одинаковые по величине, но противоположные по знаку заряды по 18 нКл
расположены в двух вершинах равностороннего треугольника со стороной 2 м.
Найдите напряженность и потенциал в третьей вершине треугольника.(40,5 В/м; 0)
24.19 Положительные точечные заряды q1 = 2·10-6 Кл и q2 = 5·10-6 Кл, находящие-
ся в вакууме, действуют друг на друга с силой F = 0,25 Н. Определите напряжен-
ность поля в точке, расположенной посередине между зарядами.(3·105 Кл)
24.20 Два точечных заряда 9 нКл и 16 нКл находятся в воздухе на расстоянии 5 см
друг от друга. Найдите напряженность и потенциал поля в точке, удаленной на 3
см от первого и на 4 см от второго заряда.(126 кВ/м; 6,3 кВ)
24.21 В двух противоположных вершинах квадрата со стороной 30 см находятся
заряды по 200 нКл. Найдите напряженность и потенциал поля в двух других вер-
шинах.(28,3 кВ/м; 12 кВ)
24.22 В вершинах квадрата со стороной а = 10 см расположены три положитель-
ных и один отрицательный точечные заряды по 49 нКл каждый. Найдите напря-
женность и потенциал поля в центре квадрата.(18·104 В/м; 1,26·104 В)
24.23 Заряды q =1нКл находятся в углах квадрата со стороной 0,1 м. Найдите раз-
ность потенциалов в поле этих зарядов между центром квадрата и серединой од-
ной из сторон квадрата и напряжѐнность поля в этих точках.(11,9 В; 0; 1,29 кВ/м)
24.24 В однородном поле с напряженностью 40 кВ/м находится заряд 27 нКл.
Найдите напряженность результирующего поля на расстоянии 9 см от заряда в
точках: а) лежащих на силовой линии однородного поля, проходящей через заряд;
б) лежащих на прямой, проходящей через заряд, перпендикулярно силовой ли-
нии.(7·104 В/м, 1·104 В/м; 5·104 В/м)
24.25 Результирующее электрическое поле образовано внешним од-
нородным электрическим полем и заряженной металлической пла-
стиной, которое вблизи пластины тоже можно считать однородным.
Напряженность результирующего поля справа от пластины Е1 =
3·104 В/м, а слева Е2 = 5·104 В/м. Определите заряд пластины, если
сила, действующая на нее со стороны внешнего электрического поля F =
0,7Н.(7·10-5 Кл)
24.26 Расстояние между пластинами плоского воздушного конденсатора d = 10
см, разность потенциалов Δθ = 90 В. В непосредственной близости от положи-
тельной пластины закреплен точечный заряд q1 = -1 нКл. Симметрично ему в
непосредственной близости от отрицательной пластины закреплен точечный за-
Е2 Е1
62
ряд q2 = +1 нКл. Какова напряженность электрического поля в точке, равноуда-
ленной от q1 и q2 на расстояние 10 см?(900 В/м)
24.27 Металлический шар радиусом R = 10 см окружен проводящей сферой в два
раза большего радиуса. Центр сферы совпадает с центром шара. Шар заземляют,
а сфере сообщаю заряд q = 10-8 Кл. Определите разность потенциалов между ша-
ром и сферой.(225 В)
24.28 Внутренняя сфера радиуса R заземлена. Потенциал внешней сферы радиуса
2R равен θ. Центры сфер совпадают. Определите заряды сфер. (–8πε0Rθ,
16πε0Rθ)
25. Работа по перемещению заряда в электрическом поле
25.1 Чему равна работа сил электрического поля по перемещению
положительного заряда q из точки А в точку В по пути АВ и по
пути АСВ в однородном поле напряженностью Е? Как при этом
изменится кинетическая и потенциальная энергия заряда?
25.2 Точечный неподвижный заряд Q создает электростатическое
поле. Заряд q перемещается в этом поле по траектории, представляю-
щей собой квадрат со стороной а. Чему равна работа сил поля Q по
перемещению заряда q?
25.3 В однородном поле с напряженностью 1 кВ/м переместился заряд 25 нКл
вдоль силовой линии на 2 см. Найдите работу сил поля, разность потенциалов
между начальной и конечной точками перемещения, изменение энергии заря-
да.(0,5 мкДж; 20 В; 0,5 мкДж)
25.4 Какой скоростью обладает электрон, пролетевший разность потенциалов U =
100 В? Начальная скорость электрона равна нулю.(5,9·106 м/с)
25.5 Электрон, двигаясь под действием электрического поля, увеличил свою ско-
рость с 10·106 м/с до 30·106 м/с. Найдите разность потенциалов между начальной
и конечной точками перемещения.(2,3 кВ)
25.6 Электрон вылетает из точки, потенциал которой 450 В, со скоростью 4,5·105
м/с. Какую скорость он будет иметь в точке с потенциалом 475 В?(3·106 м/с)
25.7 Какая совершается работа при переносе точечного заряда q = 2·10-8 Кл из
бес-конечности в точку, находящуюся на расстоянии r = 1 см от поверхности ша-
ра радиусом 1 см с поверхностной плотностью заряда ζ = 10-9 Кл/см2
?(1,13·10-4
Дж)
25.8 Какой энергией и скоростью должен обладать протон, чтобы приблизиться к
ядру атома азота на расстояние 6·10-15 м? (2,7·10-13 Дж; 1,8·107 м/с)
25.9 Два электрона, находившиеся на бесконечно большом расстоянии один от
другого, начинают двигаться навстречу друг другу с одинаковыми скоростями V
= 1,0 км/с. Определите на какое наименьшее расстояние сблизятся электро-
ны.(0,25 мм)
25.10 Протон на большом расстоянии от проводника имел скорость V0 = 106 м/с.
Потенциал проводника θ = -3 кВ. Траектория протона заканчивается на поверх-
ности проводника. Какую скорость имел протон вблизи этой поверхно-
сти?(1,25·106 м/с)
A
C
B
E
Q
63
25.11 В вершинах равностороннего треугольника со сто-
роной a расположены то-чечные заряды q. Какую работу
нужно совершить, чтобы переместить заряд q0 из середи-
ны одной из сторон треугольника в его
центр?(
A qq 7 3 4 4πε a  0  0
)
25.12 Определите работу перемещения заряда q = 5·10-8 Кл из точки С в точку D,
если q1 = 5 мкКл, q2 = 2 мкКл, АС = ВD = 0,4 м, АВ = DС = 0,3 м. Все заряды счи-
тать точечны-ми.(675 мкДж)
25.13 Три одинаковые заряженные частицы с массами 40 г и зарядами 10-8 Кл
первоначально закреплены в вершинах равностороннего треугольника со сторо-
ной 10 см. Затем одну из частиц освободили. Какую максимальную скорость при-
обретет эта частица. (3 cм/с)
26. Движение зарядов в электрическом поле
26.1 Между горизонтальными пластинами заряженного плоского конденсатора
находится пылинка массой m = 10-9
г и зарядом q = 3·10-17 Кл. Какова напряжен-
ность поля в конденсаторе, если вес пылинки уравновешен силой электрического
поля?(3,3·105 В/м)
26.2 Сосуд с маслом, диэлектрическая проницаемость которого ε = 5, помещен в
однородное вертикальное электрическое поле. В масле находится во взвешенном
состоянии алюминиевый шарик диаметром d = 3 мм, имеющий заряд q = 10-7 Кл.
Определите напряженность электрического поля внутри сосуда и вне его.(Е1 =
2,4·103 В/м; Е2 = 12·103 В/м)
26.3 Пылинка массой m = 10-11 г взвешена в плоском конденсаторе. Расстояние
между пластинами конденсатора d = 0,5 см. При освещении ультрафиолетовым
светом пылинка теряет заряд и выходит из равновесия. Какой заряд потеряла пы-
линка, если первоначально к конденсатору было приложено напряжение U1 = 154
В, а затем, чтобы опять вернуть пылинку в равновесие, пришлось прибавить 8
В?(1,6·10-19 Кл)
26.4 Между пластинами плоского конденсатора, расположенного горизонтально,
движется вниз с ускорением a = 5,8 м/с2
капелька масла радиусом r = 14 мкм. Раз-
ность потенциалов между пластинами U = 500 В, расстояние между пластинами d
= 9,6 мм. Сколько избыточных электронов имеет капелька?(5,21·103
)
26.5 Электрон движется по направлению силовых линий однородного поля,
напряженность которого Е = 120 В/м. Какое расстояние пролетит он до полной
ос-тановки, если его начальная скорость V0 = 1 Мм/с? Сколько времени он будет
двигаться до остановки?(2,4 см; 47 нс)
26.6 Вектор напряженности однородного электрического поля имеет компоненты:
Еx = 400 В/м и Еy = 300 В/м. Вдоль направления силовой линии результирующего
электрического поля влетает электрон, скорость которого на пути L = 2,7 мм из-
меняется в два раза. Определите скорость электрона в конце пути.(4·105 м/с)
26.7 Два заряженных шарика, массы которых m1 = m2 = 0,25 г и заряды q1 = 2·10-7
Кл и q2 = 3·10-7 Кл, соединены легкой непроводящей нитью длиной L= 30 см и
движутся вдоль силовой линии однородного электрического поля напряженно-
64
стью Е = 104 В/м, которая направлена вертикально вниз. Определите ускорение
шариков и натяжение нити при установившемся движении.( 20 м/с2
; 6,5·10-3 Н)
26.8 Между пластинами плоского воздушного конденсатора с горизонтально рас-
положенными пластинами находится заряженная капелька масла массой m = 10-8
г и зарядом q = 10-15 Кл . При разности потенциалов между пластинами U = 500 В
и при начальной скорости V0 = 0 капля проходит некоторое расстояние в 2 раза
медленнее, чем при отсутствии электрического поля. Найдите расстояние между
пластинами. Сопротивлением воздуха пренебречь.(6,7 мм)
26.9 Электрон влетает в плоский горизонтальный конденсатор параллельно его
пластинам со скоростью 107 м/с. Напряженность поля в конденсаторе 100 В/см,
длина пластин 5 см. Найдите скорость электрона на выходе из конденсатора.(13,3
Мм/с)
26.10 Электрон влетает в плоский горизонтальный конденсатор параллельно его
пластинам посередине между ними со скоростью 4·107 м/с. Какое минимальное
напряжение нужно приложить к конденсатору, чтобы электрон не вылетел из не-
го? Длина пластин 5 см, расстояние между пластинами 1 см.(360 В)
26.11 Электрон, летевший горизонтально со скоростью V = 1,6·106 м/с, влетел в
однородное электрическое поле с напряженностью Е = 91 В/см, направленное
вверх. Какова будет по модулю и направлению скорость электрона через время t
= 1 нс?(2,3 Мм/с; 450
)
26.12 Электрон, летящий со скоростью V0, влетает в однородное поле заряженно-
го конденсатора параллельно его пластинам и вылетает из него под углом α к на-
правлению первоначального движения. Найдите напряженность поля конденса-
тора, зная длину пластин L, массу электрона m и его заряд е. Силой тяжести пре-
небречь.(
E mV tg eL 2
 0
)
26.13 Электроны влетают со скоростью V0 = 4·106 м/с в одно-
родное электрическое поле между обкладками плоского кон-
денсатора. Длина обкладок L = 18,2 см, расстояние между ни-
ми d = 10 см, напряжение на конденсаторе U = 10 В. При каком
угле α кинетическая энергия электронов в результате пролета
через конденсатор не изменяется?(α = 5,80
)
26.14 Электрон, ускоренный разностью потенциалов Δθ1 = 364 В, влетает через
дырку в отрицательной пластине конденсатора под углом α = 450
к силовым ли-
ниям вектора напряженности электрического поля. Расстояние между пластинами
конденсатора d = 8 см, разность потенциалов между ними Δθ2 = 91 В. С какой
скоростью и под каким углом электрон упадет на положительную пластину?
(1,24·107 м/с; 39,20
)
 d
L
V0
65
27. Электроемкость. Конденсаторы
В ниже расположенных схемах разность
потенциалов между точками А и В U
=100В, емкости конденсаторов указаны
в мкФ. Найдите для каждого соедине-
ния: общую емкость; заряд конденсато-
ра с минимальной емкостью; разность
потенциалов на конденсаторе с макси-
мальной емкостью.[1)12 мкФ, 200 мкКл,
100 В; 2) 2 мкФ, 200 мкКл, 16,6 В; 3) 8
мкФ, 133,2 мкКл, 33,3 В; 4) 3 мкФ, 100
мкКл, 16,7 В; 5) 2 мкФ, 50 мкКл, 16,7 В; 6)
16 мкФ, 300 мкКл, 100 В; 7) 4 мкФ, 200
мкКл, 0 В]
27.1 Четыре одинаковых конденсатора
включены один раз по схеме а), а дру-
гой – по схеме б). Емкость какой бата-
реи таких конденсаторов больше?( в
схеме б)
27.2 Конденсатор постоянной емкости 50
пФ и конденсатор переменной емкости 40-550 пФ соединены параллельно. Како-
вы пределы емкости такой бата-реи?(90÷600 пФ)
27.3 Емкость батареи конденсаторов, приведенной на рисунке, не
изменяется при замыкании ключа К. Определите емкость конден-
сатора СХ.(2С)
27.4 Определите силу, с которой притягиваются пластины плоско-
го воздушного конденсатора, заряженного до разности потенциалов U = 1000 В.
Площадь пластин S = 100 см2
, расстояние между пластинами d = 1 мм.(44 мН)
27.5 Отсоединѐнный от батареи конденсатор заряжен до разности потенциалов U.
Как изменится разность потенциалов, если его заполнить диэлектриком с диэлек-
трической проницаемостью ?(уменьшится в  раз)
27.6 Плоский конденсатор заряжен до некоторой разности потенциалов. В кон-
денсатор вдвинули диэлектрическую пластину. После этого для восстановления
прежней разности потенциалов пришлось увеличить заряд пластины в три раза.
Найти диэлектрическую проницаемость пластины.(3)
27.7 Плоский конденсатор с площадью пластин по 1000 см2
каждая и толщиной
воздушной прослойки между ними 2 мм заряжают до 300 В. Затем пластины раз-
двигают на расстояние 40 мм. Найдите энергию поля конденсатора до и после
раздвижения пластин, если источник напряжения перед раздвижением отключа-
ют.(W1 = 20 мкДж; W2 = 418мкДж)
27.8 Как изменится энергия конденсатора, если при неизменной разности потен-
циалов между его пластинами увеличить площадь каждой пластины и расстояние
между ними в n раз? При неизменных геометрических параметрах увеличить за-
ряд в n раз?(1, n
2
)
27.9 Расстояние между пластинами заряженного плоского конденсатора умень-
шили в 2 раза. Во сколько раз изменилась энергия электрического поля конденса-
B
2
6
4
A
1
B A
6 4 12
2
B A
5 8
6
3
B A
4 10
7
4
4
4
12
6
A
5 1 6
6
B
B
12
3
A
6
6
4
20
A
12
4 3
6
К

С С
Сх
а) б)
66
тора, если пластины перемещали при: а) отключенном источнике тока; б) источ-
ник остается подключенным.(1/2; 2)
27.10 Две пластины площадью 100 см2
погружены в масло, диэлектрическая про-
ницаемость которого ε = 2, и подключены к полюсам источника тока с напряже-
нием U = 300 В. Какую работу необходимо совершить, чтобы после отключения
батареи, уменьшить расстояние между пластинами от 5 см до 1 см?(0,13 мкДж)
27.11 Конденсатор емкостью 3 мкФ заряжен до разности потенциалов 300 В, кон-
денсатор емкостью 2 мкФ – до 200 В. Оба конденсатора соединены после зарядки
параллельно одноименно заряженными пластинами. Какая разность потенциалов
установится на обкладках конденсаторов после их соединения?(260 В)
27.12 После того как конденсатор, заряженный до разности потенциалов U1 = 500
В, соединили параллельно с незаряженным конденсатором емкостью С2 = 4 мкФ,
между обкладками конденсаторов установилась разность потенциалов U2 = 100 В.
Чему равна емкость первого конденсатора?(1 мкФ)
27.13 Два конденсатора емкостью С1 и С2 подключают параллельно к источнику
тока с напряжением U. Затее их отключают от источника и соединяют между со-
бой разноименно заряженными пластинами. Найдите установившуюся разность
потенциалов между пластинами конденсаторов.(
  2
C 1
C 2
C 1
U
 U C  
)
27.14 Конденсатор емкостью 3·10-3 Ф был заряжен до разности потенциалов 40 В.
После отключения от источника тока этот конденсатор был подключен к другому
незаряженному конденсатору емкостью 5·10-3 Ф. Какая энергия израсходуется на
образование искры в момент соединения конденсаторов?(1,5 Дж)
27.15 В схеме, приведенной на рисунке, левый конденсатор заря-
жен до энергии 1 Дж. Найдите энергию всей системы конденса-
торов после замыкания ключа К. Емкости всех конденсаторов
одинаковы и равны С.(0,25 Дж)
27.16 Большая шарообразная капля воды получена в результате слияния n = 125
одинаковых шарообразных капелек. До какого потенциала были заряжены ка-
пельки, если потенциал большой капли оказался равным θ = 2,5 В?(0,1 В)
27.17 Два металлических заряженных шара соединяют проволокой. Покажите, что
после соединения поверхностные плотности зарядов на шарах будут обратно
пропорциональны их радиусам.
27.18 Заряженный до потенциала 300 В шар радиусом R = 15 см соединяется с не-
заряженным шаром длинной тонкой проволокой. После соединения потенциал
шара оказался равным 100 В. Каков радиус второго шара?(30 см)
27.19 Проводники, заряженные одинаковым зарядом, имеют потенциалы θ1 = 40
В и θ2 = 60 В. Каким будет потенциал этих проводников, если их соединить тон-
кой проволокой?(48 В)
27.20 Два шара, один радиусом R1 = 5 см с зарядом q1 = 0,8 нКл, другой радиуса
R2 = 10 см с зарядом q2 = -2 нКл, соединяют длинной тонкой проволокой. Какой
заряд переместится по ней? Каким будет потенциал шаров после соединения?(Δq
= 1,2 нКл; θ = -72 В)
27.21 Медный заряженный шарик радиусом R1 = 1 см и потенциалом θ1 = 270 В
внесли внутрь полого шара с R2 = 10 см и θ2 = 450 В. Определите потенциалы и
заряды шаров после их соприкосновения.(480 В; 5,3 нКл)

28.1 Ток в цепи меняется со-
гласно графику, изображен-
ному на рисунке А. Масштаб по
оси X – 1секунда, по оси Y – 0,1
А. Найти прошедший заряд за
двадцать секунд.(0,1 Кл)
28.2 Во сколько раз изменится
сопротивление участка элек-
трической цепи, если последо-
вательное соединение трех
одинаковых сопротивлений за-
менить параллельным?(в 9 раз)
28.3 Вычислите общее сопро-
тивление участков АВ (на схемах
цифрами указаны величины каж-
дого сопротивления в Омах).[ а) 7
Ом; б) 12 Ом; в) 20 Ом; г) 15 Ом; д)
22 Ом; е) ≈ 4,3 Ом; ж) 4 Ом; з) 1 Ом;
и) 1,5 Ом]
28.4 Если медный и железный про-
вод имеют одинаковое сечение, но
первый длиннее второго в 2 раза, то
во сколько раз отличаются их со-
противления?(2,81)
28.5 Какую длину имеет проволочный проводник диметром 1мм с сопротивлени-
ем 1 Ом, если он выполнен из: а) меди; б) железа; в) нихрома?(49,1 м; 8,7 м; 1,96
м)
28.6 Сколько витков нихромовой проволоки диаметром 1 мм надо навить на фар-
форовый цилиндр радиусом 2,5 см, чтобы получить нагревательную печь с со-
противлением 40 Ом?(500 витков)
28.7 Катушка из медной проволоки имеет сопротивление R = 10,19 Ом. Масса
проволоки 3,493 кг. Сколько метров проволоки и какого диаметра намотано на
катушку?(500м; 1 мм)
28.8 Во сколько раз изменится сопротивление медной проволоки при ее нагрева-
нии от 23
0С до 200 0С?(1,6)
28.9 Из нихромовой проволоки радиусом 0,1 мм выполнено кольцо диаметром 10
см. Как нужно подключить два подводящих провода к кольцу, чтобы сопро-
тивление между точками подключения составило 0,75 Ом?(1/4 кольца)

29. Законы Ома
29.1 К зажимам батареи с  = 10 В и r = 1 Ом подсоединили вольтметр с сопро-
тивлением Rv = 100 Ом. Определить показание вольтметра и вычислить относи-
тельную погрешность его показания, которая получается в предположении, что
вольтметр имеет бесконечно большое сопротивление.(9,9 В; 1 %)
29.2 В цепь с сопротивлением R = 49 Ом и источником тока  =10 В и внутренним
сопротивлением r =1 Ом включили амперметр с сопротивлением RА=1 Ом. Найти
показание амперметра и относительную погрешность его показания, в предполо-
жении, что амперметр имеет бесконечно малое сопротивление.(0,2 А; 2%)
29.3 Амперметр, включенный в участок АВ, показывает силу
тока 0,5 А. RА = 2 Ом, R1 = 20 Ом, R2 = 30 Ом. Найдите: 1)
падение напряжение на амперметре и сопротивлениях R1 и
R2; 2) силу тока, текущего по сопротивлениям R1 и R2.(1 В, 6
В, 6 В; 0,3 А, 0,2 А)
29.4 По данным, указанным на схеме, определите па-
дение напряжения на каждом сопротивлении и паде-
ние напряжения между точками С и В.(16 В; 120 В; 40
В; 176 В)
29.5 Три проводника из стали, нихрома и меди оди-
наковой длины и одинакового сечения соединены параллельно. Определите ве-
личину тока в каждом проводнике, если известно, что по стальному проводнику
идет ток 0,4 А.(0,1 А; 2,5 А)
29.6 В электрическую цепь включены четыре резисто-
ра с сопротивлениями R1 = 30 Ом, R2 = 12 Ом, R3 = 40
Ом, R4 = 10 Ом. Амперметр показывает силу тока рав-
ную 2 А. определите напряжение между точка С и В и
силу тока в резисторах R3 и R4.(U = 24 В; I3 = 0,24 А; I4
= 0,96 А
29.7 Участки цепи в задаче 28.3 в пунктах а, б, в, г, д, ж подключены к источнику
с напряжением 100 В. Найдите ток, текущий по каждому сопротивлению и паде-
ние напряжения на самом большом по величине сопротивлении.
29.8 Как изменятся показания вольтметра после переключения
ключа из положения 1 в положение 2? Все сопротивления в
схеме одинаковы, вольтметр идеальный.(увеличится в 1,2раза)
29.9 Электродвигатель, рассчитанный на напряжение U = 120 В
и ток I = 20 А., установлен на расстоянии L = 150 м от источ-
ника напряжения U0 = 127 В. Найдите нужное сечение проводов линии «источ-
ник-электродвигатель», если провода медные.(13,7 мм2
)
29.10 Источник тока ε = 12 В, замкнутый накоротко, дает ток 24 А. Какой ток по-
течет по этому источнику, если к нему подключить сопротивление
5,5 Ом?(2 А)
29.11 Как изменится показание вольтметра, если движок реостата пе-
редвинуть влево? Сопротивление вольтметра считать бесконечно
большим. Ответ обосновать.(уменьшится)

29.12 Параметры цепи, приведенной на рисунке, следующие: ε =
12 В, r = 1 Ом, R1 = 7 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 8 Ом, R4 = 6 Ом.
Найдите ток, текущий по сопротивлению R3.(0,33 А)
29.13 На рисунке изображена электрическая цепь, в которой ε =
4 В, r = 1 Ом, R = 45 Ом. Определите показания вольтметра и
ам-перметра. Считать сопротивление вольтметра бесконечно
большим, а сопротивление амперметра бесконечно малым.
Сопротивлением проводов пренебречь. Каким будет показа-
ние амперметра, если его сопротивление RA = 4 Ом?(I1 = 0,25 А; U1 = 3,75 В; I2 =
0,2 А)
29.14 В схеме, показанной на рисунке, резисторы имеют со-
противления R1 = 1 Ом, R2 = 2 Ом. Определите внутреннее со-
противление батареи, если при разомкнутом ключе К через рези-
стор сопротивле-нием R1 протекает ток I = 2,8 А, а при замкнутом ключе К через
резистор R2 протекает ток I = 1 А(4 Ом)
29.15 В схеме, изображенной на рисунке, ε1 = 10 В, r1 = 1 Ом,
ε2 = 2 В, r2 = 1 Ом, R = 8 Ом. Считая сопротивление вольтмет-
ра бес-конечно большим, найдите его показания.(9,2 В)
29.16 Электрическая цепь собрана по схеме, изображенной на
ри-сунке. Сопротивления R1 = R2 = 25 Ом, R3 = 41,2 Ом. Внутрен-
нее сопротивление источника тока равно r = 8,8 Ом. Найти ЭДС ис-
точника, если электроемкость конденсатора равна C = 5 мкФ, за-
ряд на его пластинах равен q = 110 мкКл.(110 В)
29.17 Конденсатор ѐмкости C и резисторы, сопротивления кото-
рых равны R, включены в электрическую цепь. Найти устано-
вившийся заряд на конденсаторе. Разность потенциалов между
точками А и В равна U0.(4U0C/5)
29.18 В схеме, изображенной на рисунке, известны ЭДС ε и ε0 ис-
точников, сопротивления R и R0 резисторов, а также емкость С
конденсатора. Внутренние сопротивления источников пренебре-
жимо малы. Найдите заряд на обкладках конденсато-
ра.(
    q  RC 0  R  R0
 
)
29.19 Найдите отношение зарядов на конденсаторах в схеме, изоб-
раженной на рисунке. Номиналы всех элементов указаны на схеме.
Внутренним сопротивлением источника пренебречь.(n = 5)

30. Законы Кирхгофа
30.1 Решите задачи 29.12, 29.14, 29.16 и 29.18 с применением законов Кирхгофа.
30.2 Дана схема электрической цепи. Найдите ток, идущий через
сопротивление R = 20 Ом и разность потенциалов между точками
А и В, если ЭДС источников ε1 = 6 В, ε2 = 4 В, внутренние сопро-
тивления равны соответственно r1 = 2 Ом и r2 = 1 Ом. Сопротив-
лением проводящих проводов пренебречь.(0,23 А; 4,52 В)
30.3 Два элемента с ЭДС ε1 = 2 В, ε2 = 1,5 В и внутренними сопро-
тивлениями r1 = r2 = 0,5 Ом соединены параллельно. Найдите величину внешнего
сопротивления R, если ток, текущий через первый элемент I1 = 0,89 А, а через
второй I2 = 0,11 А.(R = 2 Ом)
30.4 В цепи, изображенной на рисунке, дано: ε1 = 30 В, ε2 = 60 В, ε3 =
180 В, R1 = 3 Ом, R2 = 6 Ом, R3 = 12 Ом. Найдите токи в этой цепи.
Внутренним сопротивлением источников пренебречь.(10 А; 0; 10 А)
30.5 Найдите направление и значение силы тока через сопротивление
R, если ЭДС источников ε1 = 1,5 В, ε2 = 3,7 В и R1 = 10 Ом, R2 = 20
Ом, R = 5 Ом. Внутренние сопротивления источников пренебрежимо
малы.(0,02 А)
30.6 Два аккумулятора, ЭДС которых ε1 = 6 В, ε2 = 12 В, а внутренние
сопротивления соответственно r1 = 2 Ом, r2 = 3 Ом, соединены с со-
противлениями R1 = 10 Ом и R2 = 15 Ом, как показано на схеме.
Найдите напряжение между точками А и В.(7 В)
30.7 Для определения неизвестной ЭДС иногда пользуются
схемой, изображенной на рисунке. Меняя сопротивление R2,
можно добиться того, что ток через гальванометр G равен ну-
лю. Найдите 2, если это происходит при R2 =15 Ом, R1 =30
Ом, 1 =90 В.(60 В)
30.8 Найдите заряд конденсатора, включенного в схему, изо-
браженную на рисунке, если величина сопротивления R1 = 1
Ом, R2 = 3 Ом, емкость конденсатора С = 2 мкФ, ЭДС ис-
точников ε1 = 4 В и ε2 = 2 В, их внутренние сопротивления r1
= 0,25 Ом, r2 = 0,75 Ом.(7·10-6 Кл)

 

 


Категория: Физика | Добавил: Админ (22.05.2016)
Просмотров: | Теги: Кочкин | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar