Тема №8444 Задачи по физике для самостоятельного решения 10 тем (Часть 4)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Задачи по физике для самостоятельного решения 10 тем (Часть 4) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Задачи по физике для самостоятельного решения 10 тем (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.

4.1. Закон Кулона. Принцип суперпозиции
4.1.1. Два точечных заряда взаимодействуют с силой 8 мН. Какова будет сила
взаимодействия (в мН) между зарядами, если, не меняя расстояния между ними, величину
каждого из зарядов увеличить в 2 раза?
4.1.2. Во сколько раз надо увеличить расстояние между двумя точечными зарядами,
чтобы сила взаимодействия осталась прежней при увеличении одного из зарядов в 4 раза?
4.1.3. Два точечных заряда находятся в вакууме на расстоянии 0,03 м друг от друга.
Если их поместить в жидкий диэлектрик и увеличить расстояние между ними на 3 см, то
сила взаимодействия зарядов уменьшится в 8 раз. Найти диэлектрическую проницаемость
диэлектрика.
4.1.4. Точечный заряд 1 мкКл в керосине ( = 2) взаимодействует со вторым зарядом,
находящимся на расстоянии 10 см, с силой 1,8 Н. Какова величина второго заряда?
4.1.5. Два точечных заряда взаимодействуют в вакууме на расстоянии 10 см с такой
же силой, как в диэлектрике на расстоянии 5 см. Определить диэлектрическую
проницаемость диэлектрика.
4.1.6. Два точечных заряда взаимодействуют в вакууме на расстоянии 5 см с силой
120 мкН, а в жидком диэлектрике на расстоянии 10 см – с силой 15 мкН. Найти
диэлектрическую проницаемость диэлектрика.
4.1.7. Три одинаковых положительных заряда по 10–9 Кл каждый расположены по
вершинам равностороннего треугольника. Какой отрицательный заряд нужно поместить в
центре треугольника, чтобы сила притяжения с его стороны уравновесила силы взаимного
отталкивания зарядов, находящихся в вершинах?
4.1.8. Два одинаковых металлических заряженных шара находятся на расстоянии
60 см. Сила отталкивания шаров 70 мкН. После того, как шары привели в
соприкосновение и удалили друг от друга на прежнее расстояние, сила отталкивания
возросла и стала равной 160 мкН. Вычислить заряды, которые были на шарах до их
соприкосновения (диаметр шаров много меньше расстояния между ними).
4.1.9. Четыре положительных заряда по 10–7 Кл каждый помещены в вершинах
квадрата. Какой отрицательный заpяд надо поместить в центр квадрата, чтобы вся система
находилась в равновесии?
4.1.10. Четыре одинаковых положительных точечных заряда по 10 нКл закреплены
в вершинах квадрата со стороной 20 см. Найти силу, действующую на один из этих
зарядов со стороны трѐх остальных.
4.1.11. Расстояние между двумя точечными зарядами q1 = 1 мкКл и q2 = –1 мкКл
равно 10 см. Определить силу, действующую на точечный заряд q = 0,1 мкКл, удалѐнный
на 6 см от первого и на 8 см от второго заряда.
4.1.12. Два одинаковых маленьких металлических шарика находятся на расстоянии 1 м
друг от друга. Заряд одного шарика в 4 раза больше заряда другого. Шарики привели в
соприкосновение и развели на некоторое расстояние. Найти это расстояние, если сила
взаимодействия шариков осталась прежней.
629
4.1.13. Шарик массой 90 мг подвешен на непроводящей нити и имеет заряд 10 нКл.
После того, как под шариком на расстоянии 10 см от него поместили точечный заряд другого
знака, натяжение нити увеличилось вдвое. Найти величину этого заряда.
4.1.14. Два одинаковых маленьких шарика массой 80 г каждый подвешены к одной точке
на нитях длиной 30 см. Какой заряд надо сообщить каждому шарику, чтобы нити разошлись
под прямым углом друг к другу?
4.1.15. Два одинаковых положительных заряда находятся на некотором расстоянии
друг от друга. Во сколько раз возрастет величина силы, действующей на один из зарядов,
если на середине прямой, соединяющей заряды, поместить третий, такой же по величине,
но противоположный по знаку точечный заряд?
4.1.16. Точечные заряды q, q и 2q расположены на одной прямой один за другим на
одинаковом расстоянии. На средний заряд действует сила 8 Н. Какая сила действует на заряд
2q?
4.1.17. Когда посередине между двумя одинаковыми зарядами поместили третий
заряд, система зарядов оказалась в равновесии. Во сколько раз величина этого заряда меньше
величины каждого из двух крайних зарядов?
4.1.18. Два точечных заряда по 8 нКл каждый находятся на расстоянии 3 см. С какой силой
они действуют на точечный заряд 1 нКл, находящийся на расстоянии 3 см от каждого из них?
4.1.19. Четыре одинаковых точечных заряда по 10 нКл каждый расположены в
вершинах квадрата со стороной 3 мм. Найти силу, действующую со стороны трех зарядов на
четвертый.
4.1.20. В двух противоположных вершинах квадрата находятся одинаковые заряды 1
мкКл. Во сколько раз увеличится сила, действующая на один из этих зарядов, если в две
другие вершины квадрата поместить заряды 1 мкКл и –1 мкКл?
4.2. Связь между силой и напряженностью
4.2.1. Заряженная частица создает в некоторой точке в вакууме напряженность 60 В/м.
Какая сила (в нН) будет действовать на заряд 5 нКл, помещенный в эту точку, если всю
систему поместить в керосин, диэлектрическая проницаемость которого 2?
4.2.2. В однородном электрическом поле, вектор напряженности которого направлен
вертикально вверх, находится в равновесии пылинка массой 0,03 мкг с зарядом 3 пКл.
Определить напряженность поля.
4.2.3. Во сколько раз увеличится сила натяжения нити, на которой висит шарик
массой 0,1 кг с зарядом 10 мкКл, если систему поместить в однородное электрическое поле с
напряженностью 200 кВ/м, вектор которой направлен вертикально вниз?
4.2.4. Шарик массой 4,5 г с зарядом 0,1 мкКл помещен в масло плотностью 800
кг/м3
. Плотность материала шарика 1500 кг/м3
. Определить напряженность электрического
поля, в которое следует поместить шарик, чтобы он находился в равновесии. 
630
4.2.5. Найти величину ускорения, которое приобретает частица массой 0,1 г с зарядом
4 мкКл под действием однородного электрического поля с напряженностью 1000 В/м. Силу
тяжести не учитывать.
4.2.6. Найти ускорение, с которым падает шарик массой 0,01 кг с зарядом 1 мкКл в
однородном электрическом поле с напряженностью 20 кВ/м. Вектор напряженности направлен
вертикально вверх. Трение не учитывать.
4.2.7. Когда телу сообщили заряд 7·10–8 Кл, оно за 10 с падения у земной
поверхности прошло путь на 5 см больший, чем в отсутствие заряда. Чему равна масса тела,
если напряженность электрического поля 100 В/м?
4.2.8. Пылинка массой 10–3
г падает в воздухе с постоянной скоростью 0,2 м/с. С какой
установившейся скоростью (в см/с) будет подниматься пылинка, если ее поместить в
электрическое поле с напряженностью 10 кВ/м и сообщить ей заряд 1,2 нКл? Сила сопротивления
воздуха прямо пропорциональна скорости.
4.2.9. Незаряженная пылинка массой 5 мг падает в воздухе с постоянной скоростью 15
см/с. С какой установившейся скоростью (в см/с) будет двигаться пылинка, если ее
поместить в горизонтальное электрическое поле с напряженностью 3 кВ/м и сообщить ей
заряд 40 нКл? Сила сопротивления воздуха прямо пропорциональна скорости.
4.2.10. Протон, движущийся со скоростью 100 км/с, влетает в электрическое поле с
напряженностью 50 В/м в направлении, противоположном направлению силовых линий
поля. Через сколько микросекунд скорость протона станет равной нулю? Отношение заряда
протона к его массе 108 Кл/кг.
4.2.11. С каким ускорением движется пылинка массой 0,4 мг, несущая заряд 20
нКл, в поле напряженностью 100 В/м
4.2.12. В однородном электрическом поле напряженностью 1000 В/м переместился
на 2 см в направлении силовой линии заряд 75 нКл. Определить работу сил поля.
4.2.13. Электрон влетает с плоский конденсатор параллельно его пластинам на
расстоянии 4 см от положительно заряженной пластины. Через какое время электрон
упадет на эту пластину, если напряженность поля внутри конденсатора составляет 500
В/м
4.2.14. Вдоль линий напряженности однородного электрического поля движется,
замедляясь, электрон. В некоторый момент скорость электрона 1,8 Мм/с. Какова
напряженность поля, если скорость электрона уменьшилась вдвое через 0,1 мкс? Удельный
заряд электрона принять равным 1,8·1011 Кл/кг.
4.2.15. Маленький шарик массой 0,01 мг, несущий заряд 10 нКл, помещен в
однородное электрическое поле, направленное горизонтально. Шарик начинает двигаться и
через 4 с приобретает скорость 50 м/с. Найти напряженность электрического поля.
4.2.16. Заряженная частица массой 1 г с зарядом 1 нКл влетает в однородное
электрическое поле с напряженностью 20 В/м перпендикулярно линиям напряженности
поля. Найти отклонение (в мкм) частицы от первоначального направления через 2 с после
попадания в поле. Силу тяжести не учитывать.
631
4.2.17. Протон и альфа-частица, двигаясь с одинаковыми скоростями, влетают в
плоский конденсатор параллельно пластинам. Во сколько раз отклонение протона при
вылете из конденсатора будет больше отклонения альфа-частицы?
4.2.18. Электрон, пролетая между обкладками конденсатора, длина которых 30 см,
отклоняется на 1,8 мм от первоначального направления, параллельного обкладкам
конденсатора. Определить начальную скорость электрона, если, напряженность
электрического поля между обкладками конденсатора 200 В/м. Отношение заряда электрона
к его массе 1,8·1011 Кл/кг.
4.2.19. На какое расстояние был перемещен заряд 70 мкКл вдоль линии
напряженности однородного электрического поля, если при этом полем была совершена
работа 1,4 мДж? Напряженность электрического поля 200 В/м.
4.2.20. Какую работу (по модулю) надо совершить, чтобы переместить заряд 70 мкКл в
однородном поле с напряженностью 10 кВ/м на расстояние 0,5 м, если перемещение
происходит под углом 60° к силовым линиям поля?
4.3. Вычисление напряженности. Принцип суперпозиции
4.3.1. В противоположных вершинах прямоугольника со сторонами 7 см и 10 см
расположены два одинаковых электрических заряда 2 нКл. Определить напряженность
электростатического поля в двух других вершинах прямоугольника.
4.3.2. Пылинка массой 10–8
г висит между пластинами плоского воздушного
конденсатора к которому приложено напряжение 1000 В. Расстояние между пластинами 5
см. Каков заряд пылинки
4.3.3. Два точечных заряда: 6 нКл и –12 нКл находятся на расстоянии 5 см друг от
друга. Найти напряженность электрического поля в точке, расположенной на расстоянии
3 см от первого заряда и 4 см от второго.
4.3.4. Два точечных заряда 20 нКл и –30 нКл находятся в вакууме на расстоянии 2
м друг от друга. Найти напряженность электрического поля в точке, лежащей посередине
между зарядами.
4.3.5. Точечный заряд создает в некоторой точке в вакууме поле напряженностью 600
В/м. Какова будет напряженность поля в этой точке, если заряд увеличится в 5 раз, а
пространство вокруг него заполнить керосином с диэлектрической проницаемостью 2?
4.3.6. Напряженность поля, создаваемого небольшим зарядом на расстоянии 10 см от
него, равна 800 В/м. Найти напряженность поля в точке на расстоянии 20 см от заряда.
4.3.7. Два разноименных точечных заряда одинаковой величины, по 4 нКл каждый,
находятся на расстоянии 60 см друг от друга. Найти напряженность поля в точке, которая
находится на середине отрезка, соединяющего заряды.
4.3.8. Расстояние между двумя положительными точечными зарядами 8 см. На
расстоянии 6 см от первого заряда на прямой, соединяющей заряды, напряженность поля
равна нулю. Найти отношение величины первого заряда к величине второго.
632
4.3.9. Найти величину напряженности поля, создаваемого двумя точечными
зарядами 2 нКл и –4 нКл, в точке, лежащей на середине отрезка, соединяющего заряды,
если напряженность поля, создаваемого в этой точке только первым зарядом, равна 2 В/м.
4.3.10. В вершинах острых углов ромба со стороной 1 м помещены положительные
заряды по 1 нКл, а в вершине одного из тупых углов – положительный заряд 5 нКл.
Определить напряженность электрического поля в четвертой вершине ромба, если
меньшая диагональ ромба равна его стороне.
4.3.11. В вершинах квадрата со стороной 10 см расположены три положительных
заряда по 10–11 Кл каждый и один отрицательный 2·10–11 Кл. Определить напряженность
поля в центре квадрата.
4.3.12. Разноименные точечные заряды одинаковой величины 36 нКл расположены в
двух вершинах равностороннего треугольника со стороной 2 м. Определить напряженность
электрического поля в третьей вершине треугольника.
4.3.13. Разноименные точечные заряды одинаковой величины 5 нКл расположены на
расстоянии 2,4 м друг от друга. Определить напряженность электрического поля в точке,
удаленной на 3 м от каждого из зарядов.
4.3.14. По тонкому кольцу радиусом 6 см равномерно распределен заряд q1 = 24
нКл. Какова напряженность поля в точке, находящейся на оси кольца на расстоянии 18 см
от центра кольца? Найти силу, действующую в этой точке на точечный заряд q2 = 0,5 нКл.
4.3.15. Четыре заряда расположены в вершинах квадрата со стороной 0,1 м, причем
в двух вершинах верхней стороны расположены разноименные заряды по 10 нКл, а в двух
вершинах нижней стороны – разноименные по 20 нКл. По диагонали располагаются
одноименные заряды. Каковы напряженность и индукция в центре квадрата?
Диэлектрическая проницаемость среды равна 2.
4.3.16. Точечные заряды 24 пКл и 135 пКл находятся на расстоянии 11 см друг от
друга. Найти напряженность поля в точке, отстоящей на 4 см от первого заряда и на 9 см
от второго заряда.
4.3.17. В двух вершинах правильного треугольника со стороной 20 см находятся
точечные заряды по 14 пКл каждый, а в третьей вершине – точечный заряд –2 пКл. Найти
напряженность поля в середине стороны, соединяющей разноименные заряды.
4.3.18. В двух вершинах правильного треугольника со стороной 30 см находятся
разноименные заряды одинаковой величины 25 пКл, а в третьей вершине – заряд 55 пКл.
Найти напряженность поля в центре треугольника.
4.3.19. Определить напряженность электрического поля в центре равномерно
заряженной полуокружности радиуса 20 см, если ее заряд равен 10 нКл.
4.3.20. В трех смежных вершинах правильного шестиугольника со стороной 10 см
расположены заряды по +5 нКл, а в трех других – заряды по –5 нКл. Определить
напряженность поля (в кВ/м), создаваемого всеми зарядами в центре фигуры.
4.4. Применение теоремы Гаусса
633
4.4.1. Определить линейную плотность бесконечно длинной заряженной нити, если
работа сил поля по перемещению заряда величиной 1 нКл с расстояния 5 см до расстояния
2 см в направлении, перпендикулярном нити, равна 50 мкДж.
4.4.2. В однородное электрическое поле с напряженностью 56 кВ/м помещена
плоскопараллельная бесконечная пластина из однородного и изотропного диэлектрика.
Ее относительная диэлектрическая проницаемость 45. Пластина расположена
перпендикулярно к направлению вектора напряженности. Определить поверхностную
плотность связанных зарядов.
4.4.3. С какой силой на единицу длины взаимодействуют две одноименно
заряженные бесконечно длинные параллельные нити с одинаковой линейной плотностью
заряда 400 нКл/м, находящиеся в вакууме на расстоянии 30 мм друг от друга?
4.4.4. С какой силой на единицу площади отталкиваются две одноименно
заряженные бесконечные плоскости с одинаковой поверхностной плотностью заряда 7
нКл/см2
?
4.4.5. Электрическое поле создано двумя бесконечными параллельными
равномерно заряженными пластинами с поверхностными плотностями заряда плюс 40
нКл/м2
и минус 80 нКл/м2
. Определить напряженность поля между пластинами.
4.4.6. С какой силой на единицу площади притягиваются две разноименно
заряженные бесконечные плоскости? Поверхностная плотность заряда на плоскостях ζ =
0,3 мКл ∕ м2
.
4.4.7. С какой силой на единицу длины отталкиваются две одноименно заряженные
бесконечные нити с одинаковой линейной плотностью заряда 3 мкКл ∕ м, находящиеся на
расстоянии 2 см друг от друга? Какую работу на единицу длины нужно совершить, чтобы
сдвинуть эти нити до расстояния 1 см?
4.4.8. Тонкая нить длиной l = 20 см равномерно заряжена с линейной плотностью η
= 10–8 Кл ∕ м. На расстоянии а = 10 см от нити против ее середины находится точечный
заряд q = 10–9 Кл. Вычислить силу, действующую на этот заряд со стороны заряженной
нити.
4.4.9. Металлический шар радиусом 2 см имеет заряд 2 нКл. Шар
заключен в концентрическую оболочку толщиной 4 см из однородного
диэлектрика с диэлектрической проницаемостью = 6. Определить
напряженность электрического поля в точках, отстоящих от центра шара на
расстояниях 3 и 10 см.
4.4.10. По тонкому кольцу радиусом 6 см равномерно распределен заряд 24 нКл.
Какова напряженность поля в точке, находящейся на оси кольца на расстоянии 18 см от
центра кольца? Найти силу, действующую в этой точке на точечный заряд 0,5 нКл.
4.4.11. На бесконечно длинном тонкостенном цилиндре диаметром 10 см
равномерно распределен заряд с поверхностной плотностью 10–4 Кл/м2
. Определить
напряженность поля в точке, отстоящей от поверхности цилиндра на расстоянии 5 см.
634
4.4.12. Длинная прямая тонкая проволока имеет равномерно распределенный заряд.
Вычислить линейную плотность заряда, если напряженность поля на расстоянии 0,5 м от
проволоки против ее середины равна 2 В/см.
4.4.13. Две длинные прямые параллельные нити находятся на расстоянии 10 см
друг от друга. На нитях равномерно распределены заряды с линейной плотностью 4
нКл/см и –2 нКл/см. Определить напряженность электрического поля в точке, удаленной
от первой нити на расстояние 6 см, а от второй – на 8 см.
4.4.14. Поверхностная плотность заряда бесконечно протяженной вертикальной
плоскости равна 9,8.
10–5 Кл/м2
. К плоскости на нити подвешен заряженный шарик массой
10 г. Определить заряд шарика, если нить образует с плоскостью угол 45 .
4.4.15. Найти напряженность поля, созданного двумя параллельными плоскостями,
поверхностные плотности зарядов на которых равны 10–7 Кл/м2
и –5
.
10–7 Кл/м2
.
4.4.16. К бесконечной вертикальной плоскости на нити подвешен заряженный
шарик массой 5 г и зарядом 11,8 нКл. Нить образует с плоскостью угол 45 . Определить
поверхностную плотность заряда на плоскости.
4.4.17. Определить напряженность электрического поля в центре равномерно
заряженной полуокружности радиуса 20 см, если ее заряд равен 10 нКл.
4.4.18. Две длинные параллельные одноименно заряженные нити расположены на
расстоянии 0,1 м друг от друга. Линейная плотность заряда на нитях одинакова и равна
10–5 Кл/м. Найти величину и направление напряженности результирующего
электрического поля в точке, находящейся на расстоянии 0,1 м от каждой нити.
4.4.19. Электрическое поле создано двумя бесконечными параллельными плоскостями
с поверхностными плотностями зарядов +2 нКл/м2
и –4 нКл/м2
. Определить
напряженность поля между плоскостями и вне их.
4.4.20. В центре сферы радиусом 0,5 м находится заряженный шарик диаметром 5
см. Через участок сферической поверхности площадью 20 см2
проходит поток вектора
напряженности, равный 5 В·м. Вычислить объемную плотность заряда шарика.
4.5. Потенциал. Связь напряженности с потенциалом
4.5.1. Два шарика радиусом 0,4 см и массой 0,2 г подвешены на нитях длиной 10 см
и в незаряженном состоянии соприкасаются. До какого потенциала были заряжены шарики,
если они разошлись на угол 60 ?
4.5.2. Разность потенциалов между двумя точками, находящимися на расстоянии
0,03 м друг от друга и лежащими на одной силовой линии однородного электрического поля,
равна 12 В. Найти разность потенциалов между точками, лежащими на той же силовой
линии на расстоянии 15 см друг от друга.
4.5.3. Напряженность электрического поля в плоском конденсаторе 30 кВ/м. Разность
потенциалов между обкладками 300 В. Каково расстояние между обкладками конденсатора?
4.5.4. Две параллельные металлические пластины, находящиеся на расстоянии 0,1 м
друг от друга в вакууме, заряжены до разности потенциалов 1 кВ. Какая сила будет 
635
действовать на заряд 10–4 Кл, помещенный между пластинами? Поле между пластинами
считать однородным.
4.5.5. Две параллельные пластины ничтожно малой толщины заряжены одноименно,
причем плотности заряда на одной пластине 3.
10–6 Кл/м2
, на другой 6
.
10–6 Кл/м2
.
Расстояние между пластинами, равное 1 см, мало по сравнению с линейными размерами
пластин. Между пластинами вставлена парафиновая плоскопараллельная пластина
толщиной 5 мм с диэлектрической проницаемостью, равной 2. Определить разность
потенциалов между пластинами.
4.5.6. Две параллельные плоскости находятся на расстоянии 0,6 см друг от друга.
На плоскостях равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 1 = 0,2
мкКл/м2
и 2 = –0,3 мкКл/м2
. Определить разность потенциалов между пластинами.
4.5.7. Электрическое поле создано длинным цилиндром радиусом 1 см, равномерно
заряженным с линейной плотностью 20 нКл/м. Определить разность потенциалов двух
точек этого поля, находящихся на расстояниях 0,5 и 2 см от поверхности цилиндра в
средней его части.
4.5.8. Тонкая квадратная рамка равномерно заряжена с линейной плотностью
заряда 10–10 Кл/м. Определить потенциал поля в точке пересечения диагоналей.
4.5.9. Два заряда q1 = 4.
10–7 Кл и q2 = 6.
10–7 Кл находятся на расстоянии 10 см друг
от друга. Найти: 1) потенциал той точки поля, где напряженность равна нулю; 2)
напряженность поля зарядов в той точке, где потенциал поля равен нулю.
4.5.10. Между горизонтальными пластинами плоского конденсатора находится в
равновесии пылинка массой 4,8·10–12 кг. Во сколько раз заряд пылинки больше заряда
электрона, если напряжение на конденсаторе 3000 В, а расстояние между пластинами 2 см?
Заряд электрона 1,6·10–19 Кл.
4.5.11. Между горизонтальными пластинами плоского конденсатора на
пластмассовой пружине подвешен заряженный шарик. Когда конденсатор присоединяют к
источнику напряжения с ЭДС 500 В, пружина растягивается на 1 см. Найти заряд (в мкКл)
шарика, если жесткость пружины 10 Н/м, а расстояние между пластинами конденсатора 20
см.
4.5.12. Отрицательно заряженная пылинка массой 10–9
г находится в равновесии
внутри плоского конденсатора, пластины которого расположены горизонтально. К
конденсатору приложена разность потенциалов 500 В. На сколько вольт надо изменить
разность потенциалов между пластинами, чтобы пылинка осталась в равновесии после того,
как с нее стекло 500 электронов? Расстояние между пластинами 5 мм. Заряд электрона
1,6·10–19 Кл.
4.5.13. Электрон через отверстие в обкладке влетает в поле плоского конденсатора в
направлении линий напряженности и полностью теряет свою скорость, пройдя путь 3 мм. На
каком расстоянии (в мм) электрон потеряет скорость, если его начальную скорость и разность
потенциалов конденсатора уменьшить в 3 раза?
4.5.14. Заряженная частица движется против линий напряженности однородного
электрического поля. Начальная скорость частицы 1 Мм/с, ее удельный заряд 1011 Кл/кг. 
636
Какое расстояние (в см) пройдет частица до остановки, если напряженность поля равна 100
В/м?
4.5.15. В плоский конденсатор длиной 10 см и с расстоянием между обкладками 1 см
влетает электрон с энергией 8·10–15 Дж под углом 15° к пластинам. Чему равно напряжение
между пластинами, при котором электрон на выходе из конденсатора будет двигаться
параллельно им? Заряд электрона 1,6·10–19 Кл.
4.5.16. Зависимость напряженности электрического поля Е от расстояния r дается
формулой Е = a exp (– r), где а = 2.
1011 В/м; = 108 см–1
. Найти разность потенциалов двух
точек, находящихся на расстояниях r1 = 10–8
см и r2 = 2.
10–8
см.
4.5.17. Потенциал поля в некоторой области определяется формулой = a(X + Y),
где a = 100 В/м, и координаты X и Y выражены в метрах. Найти напряженность поля в
точке с координатами X = 0,3 м, Y = 0,4 м.
4.5.18. Потенциал электрического поля зависит от координат по закону = a (X 2
+Y 2+ Z 2
), где a = 10 В/м2
, а координаты выражены в метрах. Найти напряженность поля в
точке с координатами X = Y = 2 м, Z = 1 м.
4.5.19. Потенциал поля в некоторой области зависит от координат следующим
образом: = 2a (Х + Y + Z)
2
, где a = 10 В/м2
. Чему равен и как направлен вектор
напряженности в точке с координатами Х = 5 см, Y = Z = 10 см?
4.5.20. Зависимость потенциала электрического поля от координат в
некоторой области определяется формулой = 2X + 2Y + Z (потенциал – в
вольтах, координаты в метрах). Найти величину напряженности поля.
4.6. Расчет потенциала
4.6.1. В двух вершинах равностороннего треугольника со стороной 30 см находятся
заряды 50 нКл каждый. Найти потенциал в третьей вершине.
4.6.2. В вершинах равнобедренного прямоугольного треугольника находятся
точечные заряды 1, 2 и 3 нКл. Чему равен потенциал в середине гипотенузы, если ее
длина 20 см?
4.6.3. В трех вершинах правильного тетраэдра с ребром 30 см находятся точечные
заряды 3, 5 и –2 нКл. Найти потенциал в четвертой вершине,
4.6.4. В трех вершинах правильного шестиугольника со стороной 27 см находятся
заряды 1 нКл, а в трех других – заряды 2 нКл. Найти потенциал в центре шестиугольника.
4.6.5. По тонкому кольцу радиусом 6 см распределен заряд 4 нКл. Найти потенциал
поля кольца в точке, лежащей на оси кольца на расстоянии 8 см от его центра.
4.6.6. В центре сферы, несущей равномерно распределенный положительный заряд 10
нКл, находится маленький шарик с отрицательным зарядом –5 нКл. Найти потенциал
электрического поля в точке, находящейся вне сферы на расстоянии 9 м от ее центра.
4.6.7. Определить, до какого потенциала заряжен проводящий уединенный шар,
если в точках, удаленных от его поверхности в вакууме на расстояние 15 и 20 см,
потенциалы равны соответственно 300 и 400 В.
637
4.6.8. По расположенному в вакууме тонкому проводящему кольцу радиуса 25 см
равномерно распределен заряд 300 нКл. Найти потенциал электростатического поля на
оси кольца на расстоянии 1 м от плоскости кольца.
4.6.9. Находящийся в вакууме диэлектрический шар радиусом 10 см заряжен
однородно с объемной плотностью 10 нКл/м3
. Найти потенциал на расстоянии 50 см от
центра шара, если относительная диэлектрическая проницаемость материала шара равна
30.
4.6.10. Слой диэлектрика толщиной 40 см равномерно заряжен с объемной
плотностью заряда 80 нКл/м3
. Относительная диэлектрическая проницаемость материала
слоя равна 5. Найти разность потенциалов между поверхностью слоя и его серединой.
4.6.11. До одного и того же потенциала 36 В заряжены 282 одинаковые
шарообразные капельки ртути. Каков будет потенциал большой капли, получившейся в
результате слияния этих капелек?
4.6.12. Определить, до какого потенциала заряжен проводящий уединенный шар,
если в точках, удаленных от его поверхности в вакууме на расстоянии 30 и 70 см,
потенциалы соответственно равны 600 и 270 В.
4.6.13. Проводящая сфера радиусом 5 см несет заряд 50 нКл. Определить потенциал
электрического поля на расстоянии 50 см от центра сферы.
4.6.14. Сплошной шар радиусом 10 см изготовлен из материала с диэлектрической
проницаемостью 40 и заряжен с объемной плотностью заряда 900 нКл/м3
. Определить
потенциал электрического поля на расстоянии 80 см от центра шара.
4.6.15. Металлическому шару, находящемуся в воздухе, сообщили заряд 1 нКл.
Радиус шара 15 см. Определить потенциал вне шара на расстоянии 10 см от его поверхности.
4.6.16. Два удаленных друг от друга проводящих шара имеют радиусы 3 и 7 см и
потенциалы 20 и 30 В соответственно. Каким станет потенциал шаров после соединения
их тонким проводом?
4.6.17. Металлические шары, заряженные одинаковым зарядом, имеют потенциалы
20 и 30 В. Каким будет потенциал этих шаров, если соединить их проволокой? Емкостью
соединительной проволоки пренебречь. Расстояние между шарами велико по сравнению с их
радиусами.
4.6.18. Две концентрические проводящие сферы имеют радиусы 19 и 20 см.
Внутренняя сфера заряжена, заряд внешней равен нулю. Во сколько раз уменьшится
потенциал внутренней сферы, если внешнюю сферу заземлить?
4.6.19. Две концентрические проводящие сферы имеют радиусы 2 и 12 см.
Внутренняя сфера заряжена, заряд внешней равен нулю. Во сколько раз уменьшится
потенциал внутренней сферы, если ее соединить с внешней сферой тонкой проводящей
проволокой?
4.6.20. Уединенная проводящая сфера радиусом 2 см заряжена зарядом 10 нКл. Во
сколько раз уменьшится ее потенциал, если на расстоянии 3 см от ее центра поместить
точечный заряд –12 нКл?
638
4.7. Работа в электростатическом поле. Энергия взаимодействия системы
зарядов
4.7.1. Чему равна энергия (в мДж) взаимодействия точечных зарядов 2 мкКл и 4
мкКл, находящихся на расстоянии 30 см друг от друга?
4.7.2. Чему равна энергия (в мДж) взаимодействия системы трех зарядов 2, 1 и 3
мкКл, расположенных в указанном порядке вдоль прямой линии, если расстояние между
соседними зарядами равно 30 см?
4.7.3. Чему равна энергия взаимодействия системы трех зарядов 2, –1 и 3 мкКл,
расположенных в вершинах равностороннего треугольника со стороной 10 см?
4.7.4. Найти энергию взаимодействия системы четырех зарядов 1, 2, 3 и 4 мкКл,
расположенных в вершинах правильного тетраэдра с ребром 50 см.
4.7.5. Четыре одинаковых заряда 2 мкКл расположены на прямой линии. Расстояние
между соседними зарядами равно 60 см. Какую надо совершить работу, чтобы разместить
эти заряды в вершинах правильного тетраэдра с ребром 60 см?
4.7.6. В вершинах острых углов ромба закреплены заряды 7 нКл, а в вершинах тупых
углов находятся две частицы массой 2 мг и зарядом 2 нКл каждая. Частицы одновременно
отпускают, и они приходят в движение. Чему будет равна скорость частиц после их разлета
на большое расстояние? Сторона ромба 3 см, а его острый угол 60°.
4.7.7. Одинаковые заряды по 100 нКл расположены в вершинах квадрата со
стороной 10 см. Определить потенциальную энергию этой системы.
4.7.8. Какую работу надо совершить, чтобы перенести в воздухе точечный заряд 60
нКл из бесконечности в точку, находящуюся на расстоянии 2 см от поверхности
металлического шарика, потенциал которого 790 В, а радиус шарика 1 см?
4.7.9. На расстоянии 50 см от поверхности положительно заряженного шара
радиусом 1 см с поверхностной плотностью заряда 12 мкКл/м2
находится точечный
положительный заряд 6 мкКл. Определить работу, совершаемую при переносе заряда в
точку, расположенную на расстоянии 20 см от поверхности шара. Относительная
диэлектрическая проницаемость среды 50.
4.7.10. Скорость заряженной частицы массой 2 г в начальной точке движения равна
0,02 м/с, а в конечной 0,1 м/с. Найти разность потенциалов между этими точками, если заряд
частицы равен 30 нКл.
4.7.11. Возле поверхности шара радиусом 6 см, равномерно заряженного зарядом 4
нКл, находится частица массой 30 мг с зарядом 2 нКл. Частицу освобождают. Найти
скорость (в см/с) частицы в тот момент, когда она удалится от поверхности шара на
расстояние, равное его радиусу.
4.7.12. В трех вершинах равнобедренного прямоугольного треугольника закреплены
одинаковые точечные заряды по 20 нКл каждый. Посередине гипотенузы помещают
заряженную частицу массой 3 мг и зарядом 40 нКл и отпускают. Какую скорость
приобретет частица на большом расстоянии от зарядов? Гипотенуза треугольника 5 см.
639
4.7.13. В двух вершинах равностороннего треугольника со стороной 12 см закреплены
точечные заряды по 6 нКл каждый, а в третьей вершине находится частица массой 6 мг,
несущая заряд –30 нКл. Частицу отпускают, и она приходит в движение. Чему равна скорость
частицы в тот момент, когда она находится точно между зарядами?
4.7.14. По тонкому кольцу радиусом 4 см равномерно распределен заряд 50 нКл. На оси
кольца на расстоянии 3 см от его центра помещают частицу с зарядом –18 нКл и массой 1
мг и отпускают. Найти скорость частицы в тот момент, когда она будет пролетать через
центр кольца.
4.7.15. В одной вершине равностороннего треугольника со стороной 2 см закреплен
точечный заряд 40 нКл, а в двух других находятся частицы массой 5 мг и зарядом 10 нКл
каждая. Частицы отпускают, и они приходят в движение. Чему будет равна их скорость на
большом расстоянии от заряда?
4.7.16. Диполь находится в однородном электрическом поле с напряженностью 1
кВ/м в положении устойчивого равновесия. Какую работу надо совершить, чтобы
повернуть его на угол 90о
? Дипольный момент равен 2
.
10–12 Кл·м.
4.7.17. Диполь расположен в электрическом поле с напряженностью 10 кВ/м так,
что его дипольный момент, равный 1нКл.м, ориентирован по направлению поля. Найти
работу, которую необходимо совершить, чтобы повернуть диполь на 180 .
4.7.18. В вершинах квадрата со стороной 4 см расположены точечные заряды q =
4,4 нКл. Определить работу перемещения заряда q1 = 2,2 нКл из центра квадрата в
середину одной из его сторон.
4.7.19. Три одноименных заряда по 10 нКл каждый расположены в вершинах
равностороннего треугольника со стороной 10 см. Вследствие взаимного отталкивания
заряды стали перемещаться, в результате чего каждая сторона треугольника увеличилась
вдвое. Какая при этом была совершена работа?
4.7.20. Тонкий стержень согнут в полукольцо. Стержень заряжен с линейной
плотностью 100 Кл/м. Какую работу нужно совершить, чтобы перенести заряд 5 нКл из
центра полукольца в бесконечность?
4.8. Электроемкость. Конденсаторы
4.8.1. Определить емкость плоского конденсатора, между обкладками которого
находится стекло толщиной 10–4 м, покрытое с обеих сторон слоем парафина общей
толщиной 0,2 10–4 м. Площадь обкладок конденсатора 0,02 м
2
.
4.8.2. Плоский воздушный конденсатор с площадью пластин 200 см2
и расстоянием
между пластинами 1 см заряжен до напряжения 2 кВ. После зарядки конденсатор
отключили от источника напряжения и пространство между пластинами заполнили
эбонитом (диэлектрическая проницаемость эбонита равна 2,6). Найти изменение емкости
конденсатора.
4.8.3. Плоский конденсатор состоит из двух круглых пластин радиусом 20 см
каждая. Расстояние между пластинами 5 мм. Конденсатор присоединен к источнику 
640
напряжения 2 кВ. Определить заряд и напряженность поля конденсатора, если
диэлектриком будут: 1) стекло; 2) воздух. Диэлектрическая проницаемость стекла равна 6.
4.8.4. Найти емкость сферического конденсатора, состоящего из двух
концентрических сфер с радиусами r1 = 10 см и r2 = 12 см. Пространство между сферами
заполнено маслом. Какой радиус R должен иметь шар, помещенный в масло, чтобы иметь
такую же емкость?
4.8.5. На капельке радиусом 10–3 м находится заряд 0,7.
10–13 Кл. Десять таких
капель сливаются в одну большую каплю. Определить потенциал такой капли.
4.8.6. Два проводящих шара диаметрами 0,2 мм и 0,3 мм соединяются
проводником. До соединения на шарах находились заряды 4.
10–8 и 1.
10–8 Кл. Каков будет
потенциал шаров после их соединения?
4.8.7. Три одинаковых шара имеют потенциалы 20, 40 и –10 В. Каковы будут
потенциалы шаров, если их соединить проволокой?
4.8.8. Во сколько раз увеличится емкость плоского конденсатора, если площадь
пластин увеличить в 8 раз, а расстояние между ними уменьшить в 2 раза?
4.8.9. Емкость плоского конденсатора равна 6 мкФ. Чему будет равна его емкость (в
мкФ), если расстояние между пластинами увеличить в 2 раза, а затем пространство между
пластинами заполнить диэлектриком с = 5?
4.8.10. Плоский воздушный конденсатор емкостью 1 мкФ соединили с источником
напряжения, в результате чего он приобрел заряд 10 мкКл. Расстояние между пластинами
конденсатора 5 мм. Определить напряженность поля (в кВ/м) внутри конденсатора.
4.8.11.Расстояние между пластинами заряженного плоского конденсатора уменьшили в 2
раза. Во сколько раз увеличится при этом напряженность поля конденсатора, если он все
время остается присоединенным к источнику напряжения?
4.8.12. Плоский воздушный конденсатор присоединен к источнику напряжения с ЭДС
200 В. На сколько уменьшится напряженность (в кВ/м) диэлектрического поля в конденсаторе,
если расстояние между пластинами увеличить от 1 до 2 см?
4.8.13. Расстояние между пластинами плоского конденсатора равно 2 см. Пластины
заряжены до разности потенциалов 100 В. Чему будет равна разность потенциалов между
пластинами, если, не изменяя заряда, расстояние между ними увеличить до 8 см?
4.8.14. Между обкладками изолированного плоского конденсатора, заряженного до
разности потенциалов 400 В, находится пластина с диэлектрической проницаемостью 5,
примыкающая вплотную к обкладкам. Какова будет разность потенциалов между
обкладками конденсатора после удаления диэлектрика?
4.8.15. Внутрь плоского конденсатора, подключенного к источнику постоянного
напряжения, вводят пластину из диэлектрика, целиком заполняющую пространство между
обкладками. Во сколько раз возрастет при этом сила притяжения между обкладками, если
диэлектрическая проницаемость диэлектрика равна 4?
4.8.16. Одну пластину незаряженного конденсатора, обладающего емкостью 1 нФ,
заземляют, а другую присоединяют длинным тонким проводом к удаленному проводящему
шару радиусом 20 см, имеющему заряд 92 мкКл. Какой заряд останется на шаре?
641
4.8.17. На одной из пластин плоского воздушного конденсатора емкостью 62 пФ
находится заряд 99 нКл, а на другой – заряд в четыре раза больше. Заряды имеют
одинаковый знак. Определить разность потенциалов между пластинами конденсатора.
4.8.18. Плоский воздушный конденсатор с площадью каждой пластины 10 см2
и
расстоянием между ними 1 мм заряжают до разности потенциалов 14 В и отключают от
источника питания. Какова будет разность потенциалов на пластинах конденсатора, если
их раздвинуть до расстояния 2 мм?
4.8.19. Разность потенциалов между пластинами плоского воздушного
конденсатора 28 В. Площадь каждой пластины 86 см2
, а заряд на ней 747 пКл. На каком
расстоянии друг от друга расположены пластины?
4.8.20. Плоский конденсатор, площадь каждой пластины которого 89 см2
, заполнен
диэлектриком с относительной диэлектрической проницаемостью 41. Определить
напряженность поля в конденсаторе, если заряд на каждой пластине равен 85 нКл.
4.9. Соединение конденсаторов
4.9.1. Плоский конденсатор емкостью 5 пФ с расстоянием между пластинами 2 мм
подключен к источнику напряжения с ЭДС 2 В. В пространство между обкладками вводят
параллельно им плоскую металлическую пластину толщиной 1 мм так, что она полностью
перекрывает полость внутри конденсатора. Определить величину заряда, который пройдет
через источник при введении пластины.
4.9.2. В пространство между обкладками незаряженного плоского воздушного
конденсатора вводят металлическую пластину, имеющую заряд 307 нКл, так, что между
пластиной и обкладками остаются зазоры 482 и 489 мкм. Площади пластины и обкладок
одинаковы и равны 214 см2
. Найти разность потенциалов между обкладками
конденсатора.
4.9.3. Конденсатор емкостью 88 мкФ, заряженный до разности потенциалов 781 В,
соединили параллельно с заряженным до 185 В конденсатором неизвестной емкости. В
результате соединения разность потенциалов на батарее конденсаторов стала равной 394
В. Определить емкость второго конденсатора.
4.9.4. Плоский воздушный конденсатор, пластины которого расположены
горизонтально, наполовину залит диэлектрической жидкостью с относительной
диэлектрической проницаемостью 26. Какую часть конденсатора надо залить этой же
жидкостью при вертикальном расположении пластин, чтобы емкости в обоих случаях
были одинаковы?
4.9.5. Расстояние между обкладками плоского конденсатора заполнено двумя
слоями диэлектриков. Толщины слоев соответственно равны 150 и 450 мкм, а
относительные диэлектрические проницаемости – 15 и 20. Площадь каждой обкладки 500
см2
. Найти емкость конденсатора.
4.9.6. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено двумя
слоями диэлектриков: слюды толщиной d1 = 0,7 мм и эбонита толщиной d2 = 0,3 мм. 
642
Площадь S пластин равна 20 см2
. Диэлектрические проницаемости слюды и эбонита
соответственно равны 7 и 3. Найти ѐмкость конденсатора.
4.9.7. К батарее с ЭДС 665 В подключены два конденсатора емкостью 75 и 50 пФ.
Определить заряд на обкладках конденсаторов при их последовательном соединении.
4.9.8. Какой должна быть емкость конденсатора, который надо соединить
последовательно с конденсатором емкостью 800 пФ, чтобы получить батарею
конденсаторов емкостью 160 пФ?
4.9.9. Плоский конденсатор емкостью 20 пФ соединяют последовательно с таким же
конденсатором, но заполненным диэлектриком с диэлектрической проницаемостью 3. Найти
емкость такой батареи.
4.9.10. Воздушный плоский конденсатор емкостью 5 мкФ заполняют жидким
диэлектриком с диэлектрической проницаемостью 6. Конденсатор какой емкости надо
соединить последовательно с данным, чтобы такая батарея вновь имела емкость 5 мкФ?
4.9.11. Два конденсатора, емкости которых 2 и 4 мкФ, соединены последовательно и
подключены к источнику напряжения с ЭДС 75 В. Найти разность потенциалов на
конденсаторе большей емкости.
4.9.12. К воздушному конденсатору, заряженному до разности потенциалов 500 В и
отключенному от источника напряжения, присоединили параллельно второй конденсатор
таких же размеров и формы, но с диэлектриком (стекло). Определить диэлектрическую
проницаемость стекла, если после присоединения второго конденсатора разность
потенциалов уменьшилась до 70 В.
4.9.13. Два одинаковых воздушных конденсатора соединены последовательно и
присоединены к источнику постоянного напряжения. У одного из них втрое уменьшают
расстояние между пластинами, а у другого – втрое увеличивают. Во сколько раз уменьшится
напряжение на втором конденсаторе?
4.9.14. Во сколько раз увеличится емкость системы, состоящей из двух параллельно
соединенных одинаковых воздушных конденсаторов, если один из них заполнить
диэлектриком с диэлектрической проницаемостью 5?
4.9.15. Два конденсатора емкостями 2 и 3 мкФ соединены последовательно, а к
внешним их концам параллельно подсоединен третий конденсатор емкостью 0,8 мкФ.
Какова емкость всей системы конденсаторов?
4.9.16. Конденсаторы емкостями 10 и 1,5 мкФ соединены параллельно. Суммарный
заряд конденсаторов 2,3 мкКл. Определить заряд конденсатора большей емкости.
4.9.17. Конденсатор емкостью 1 мкФ, заряженный до 500 В, подключили параллельно
незаряженному конденсатору емкостью 4 мкФ. Найти разность потенциалов на
конденсаторах.
4.9.18. Конденсатор, заряженный до разности потенциалов 100 В, подключается
параллельно конденсатору вдвое большей емкости, заряженному до разности потенциалов
250 В. Какая разность потенциалов установится между обкладками конденсаторов?
4.9.19. Два конденсатора, емкость одного из которых в 4 раза больше, чем емкость
другого, соединили последовательно и подключили к источнику напряжения с ЭДС 75 В. Затем 
643
заряженные конденсаторы отключили от источника и друг от друга и соединили параллельно.
Чему будет равно после этого напряжение на конденсаторах?
4.9.20. Плоский конденсатор, пластины которого расположены вертикально,
погружают до половины в жидкий диэлектрик с диэлектрической проницаемостью 5. Во
сколько раз нужно после этого увеличить расстояние между пластинами, чтобы емкость
конденсатора стала такой же, как до погружения?
4.10. Энергия поля в конденсаторе
4.10.1. Конденсатору емкостью 2 мкФ сообщен заряд 0,01 Кл. Обкладки
конденсатора соединили проводником. Найти количество теплоты, выделившееся в
проводнике при разрядке конденсатора.
4.10.2. Напряженность электрического поля плоского воздушного конденсатора
емкостью 4 мкФ равна 1000 В/м. Расстояние между обкладками конденсатора 1 мм.
Определить энергию электрического поля конденсатора.
4.10.3. Определить объемную плотность энергии электрического поля внутри
плоского конденсатора, пространство между пластинами которого заполнено
диэлектрической жидкостью с относительной диэлектрической проницаемостью 70, если
напряженность поля между пластинами равна 7 кВ/см.
4.10.4. Между обкладками плоского конденсатора находится изолирующая пластина
толщиной 300 мкм с относительной диэлектрической проницаемостью 10. Площадь каждой
обкладки 500 см2
. Конденсатор заряжен до напряжения 600 В и отключен от источника.
Какую механическую работу надо совершить, чтобы вынуть пластину из конденсатора?
Трением пренебречь.
4.10.5. Определить работу, которую нужно совершить, чтобы увеличить на 200 мкм
расстояние между пластинами плоского конденсатора, заряженными разноименными
зарядами 300 нКл. Площадь каждой пластины 150 см2
. В зазоре между пластинами
находится воздух.
4.10.6. При разрядке батареи, состоящей из 20 параллельно включенных
конденсаторов одинаковыми емкостями 4 мкФ, выделилось количество теплоты 10 Дж.
До какой разности потенциалов были заряжены конденсаторы?
4.10.7. Расстояние между обкладками плоского воздушного конденсатора 0,3 см.
Во сколько раз увеличится энергия электрического поля конденсатора, если обкладки
конденсатора раздвинуть до расстояния 1,2 см? Конденсатор после сообщения ему
электрического заряда был отключен от источника напряжения.
4.10.8. Отключенный от источника заряженный конденсатор соединили
параллельно с незаряженным конденсатором такой же емкости. Как при этом изменится
энергия конденсатора?
4.10.9. На плоский воздушный конденсатор подается разность потенциалов 2 кВ.
Площадь каждой пластины 2400 см2
, расстояние между ними 0,5 см. После зарядки
конденсатор отключают от источника и затем раздвигают его обкладки так, что 
644
pасстояние между ними увеличивается вдвое. Определить: 1) работу по раздвижению
обкладок; 2) плотность энергии электрического поля до и после раздвижения обкладок.
4.10.10. Расстояние между пластинами плоского воздушного конденсатора
площадью 50 см2 изменяется от 3 до 10 см. Конденсатор был заряжен до напряжения 200
В и отключен от источника тока. Найти изменение энергии поля конденсатора. Чему
равна работа по раздвижению пластин конденсатора?
4.10.11. Плоский конденсатор с площадью пластины 300 см2
каждая заряжен до
разности потенциалов 1 кВ. Расстояние между пластинами 4 мм. Диэлектрик – стекло.
Определить энергию поля конденсатора и плотность энергии поля.
4.10.12. Батарея из трех последовательно соединенных одинаковых конденсаторов
подсоединена к источнику напряжения. К одному из конденсаторов батареи подсоединяют
параллельно еще один такой же конденсатор. На сколько процентов увеличится при этом
электрическая энергия, запасенная в батарее?
4.10.13. Конденсатор емкостью 8 мкФ, заряженный до напряжения 100 В,
подключают параллельно конденсатору такой же емкости, но заряженному до напряжения
200 В. Какое количество теплоты выделится при этом?
4.10.14. Обкладки конденсатора емкостью 30 мкФ, заряженного до напряжения 200
В, соединяют с противоположно заряженными обкладками конденсатора емкостью 10 мкФ,
заряженного до напряжения 400 В. Какое количество теплоты выделилось при этом?
4.10.15. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено двумя
слоями диэлектриков: слоем стекла толщиной 1 см и слоем парафина толщиной 2 см.
Разность потенциалов между обкладками равна 3 кВ. Опpеделить напряженность поля,
падение потенциала и плотность энергии поля в каждом слое.
4.10.16. Пластины плоского конденсатора площадью 100 см2
каждая находятся на
расстоянии 2 см друг от друга. Пространство между ними заполнено слюдой
(диэлектрическая проницаемость слюды равна 6). Заряд на пластинах равен 0,3 нКл.
Найти: 1) силу взаимного притяжения пластин; 2) разность потенциалов между
пластинами; 3) плотность энергии электрического поля.
4.10.17. Внутри плоского конденсатора с площадью пластин 400 см2
и расстоянием
между ними 5 мм находится пластинка из стекла, целиком заполняющая пространство
между пластинами конденсатора. Конденсатор заряжен до разности потенциалов 200 В и
отключен от источника напряжения. Какую работу надо совершить, чтобы раздвинуть
пластины конденсатора до расстояния 10 мм?
4.10.18. Конденсатор емкостью 8 пФ зарядили до разности потенциалов 1,5 кВ и
отключили от источника напряжения. После этого к конденсатору присоединили второй
незаряженный конденсатор емкостью 12 пФ. Какое количество энергии первого
конденсатора израсходовано на образование искры при соединении конденсаторов?
4.10.19. Плоский воздушный конденсатор емкостью 6 мкФ заряжен до напряжения 200
В и отключен от источника. Пластины медленно раздвигают, увеличивая расстояние между
ними в 4 раза. Какую работу при этом совершают?
645
4.10.20. Внутри плоского конденсатора параллельно его обкладкам находится
стеклянная пластина, площадь которой равна площади обкладок, а толщина – вдвое меньше
расстояния между ними. Конденсатор заряжают до напряжения 300 В и отключают от
источника. Какую работу надо совершить, чтобы медленно извлечь пластину из
конденсатора? Емкость конденсатора без пластины 4 мкФ, диэлектрическая проницаемость
стекла 2.

 

 

 


Категория: Физика | Добавил: Админ (28.09.2016)
Просмотров: | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar