на главную

22. Электричество. Проводники. Диэлектрики. Конденсаторы.

1. Как передать весь заряд проводника A полому изолированному проводнику C?

2. Как получить на двух полых изолированных проводниках заряды равные по величине и знаку?

3. Как, имея электрический заряд, получить равный ему по величине заряд, но другого знака.

4. Возможно ли, чтобы два одноименно заряженных проводника притягивались?

5. Положительный заряд находится внутри полого сферического проводника. Изобразить с помощью силовых линий электрические поля внутри и вне проводника.

6. Маленький шарик, имеющий заряд 10^-8 Кл, находится на расстоянии 3 см от плоской металлической заземленной стенки. С какой силой они взаимодействуют? [0,25 м]

7. На расстоянии 2 см от проводящей бесконечной плоскости находится заряд 10^-9 Кл. Определить потенциал поля в точке, отстоящей от плоскости на расстоянии 2 см и от заряда на расстоянии 3 см. [120]

8. Металлическая пластина, расположенная в вертикальной плоскости, соединена с Землей. На расстоянии 10 см от пластины помещают шарик массой 0,1 г, подвешенный на нити длиной 12 см. При сообщении шарику заряда q он притянулся к пластине так, что нить отклонилась от вертикали на угол 30^о. Найти заряд шарика. [20 н]

9. Небольшой шарик висит над горизонтальной проводящей плоскостью на изолирующей упругой нити. После того как шарику сообщили заряд 1,4×10^-6 Кл, он опустился на 9 мм и его расстояние до проводящей плоскости стало 10 см. Найти жесткость нити. [49]

10. Две параллельные металлические пластины заряжены так, что притягиваются силой F. Изменится ли эта сила, если между ними внести пластинку из диэлектрика?

11. Парафиновый шарик притягивается к заряженному металлическому шарику в воздухе, но отталкивается от него в воде. Почему?

12. Металлический заряженный шарик окружен толстым сферическим слоем диэлектрика. Нарисовать картину силовых линий электрического поля внутри и вне диэлектрика.

13. Радиус металлического шара 5 см, а толщина сферического слоя эбонита, окружающего шар, 5 см. Заряд шара 6×10^-9 Кл. Вычислить напряженность поля в точках, лежащих на расстоянии 6 см и 12 см от центра шара, и построить график зависимости напряженности от расстояния. [5000]

14. Металлический шар радиуса 5 см, несущий заряд, равномерно распределенный с поверхностной плотностью 2×10^-9 Кл/м², погружают в керосин. Определить величину и знак поляризационного заряда, наведенного на границе металл – диэлектрик. [31 п]

15. Две вертикально расположенные пластины заряжены так, что разность потенциалов между ними 400 B. Пластины погружают в масло. Какова поверхностная плотность связанных зарядов, если толщина масляного слоя 2 мм? [0,88 мк]

16. Два металлических шара – большой и маленький – заряжают одинаковым количеством электричества. Будут ли одинаковыми потенциалы шаров? Что произойдет, если шары соединить проволокой?

17. Два металлических шара – большой и меленький – заряжают до одинакового потенциала. На каком шаре больший заряд? В какую сторону перетекает заряд, если соединить шары проволокой?

18. Каким должен быть радиус шара, чтобы его емкость была равна 1 Ф? [9×10⁹]

19. Вычислить емкость земного шара. На сколько увеличит потенциал Земли заряд 1 Кл?

20. 1000 одинаковых маленьких капель воды, заряжены равными зарядами, сливаются в одну сферическую каплю. Во сколько раз изменится при этом потенциал? [100]

21. Два шара, один радиуса 5 см с зарядом 0,8 нКл, другой радиуса 10 см с зарядом –2 нКл, соединяют проволокой. Какой заряд переместится по ней? Каким станет потенциал шаров? [1,2 н]

22. Заряженный до потенциала 300 B шар радиуса 15 см соединяется с незаряженным шаром проволокой. Потенциал первого шара стал равным 100 B. Каков радиус второго шара? [0,3]

23. Металлический шарик радиуса 1 см, заряженный до потенциала 270 B, вносится внутрь полого металлического шара радиуса 10 см, заряженного до потенциала 450 B. Определить потенциалы и заряды на шарах после их прикосновения. [480; 0; 5,3 н]

24. Металлический шар радиуса R₁, заряженный до некоторого потенциала, окружают сферической проводящей оболочкой радиуса R₂. Как изменится потенциал и чему станет равна емкость шара, если внешнюю оболочку заземлить? [1 – R₁/R₂; R₁R₂/(R₂ – R₁)k]

25. Проводник емкостью C₁ заряжен до потенциала j₁, а проводник емкостью C₂ – до потенциала j₂. Проводники удалены на очень большое расстояние друг от друга. Каким будет потенциал этих проводников, если их соединить проволокой?

26. Проводники, заряженные одинаковым зарядом, имеют потенциалы 40 B и 60 B. Каким будет потенциал этих проводников, если соединить их тонкой проволокой? [48]

27. Проводник емкостью 1 мкФ заряжен до потенциала 6 кВ, а проводник емкостью 2 мкФ – до потенциала 1 кВ. Какое количество теплоты выделится при соединении их проволокой? [12]

28. Плоский конденсатор образован двумя квадратными пластинами, отстоящими на расстоянии 1 мм. Какой должна быть ширина каждой пластины, чтобы емкость конденсатора была 1 мкФ? [10,6]

29. Плоский конденсатор, между обкладками которого находится слюдяная пластинка, присоединен к аккумулятору. Заряд конденсатора 14 мкКл. Какой заряд пройдет через аккумулятор при удалении пластинки? [12 мк]

30. Два одинаковых шарика диаметром 1 см каждый заряжены один до потенциала –6 кВ, другой – до потенциала 6 кВ. Вычислить силу притяжения между этими шариками на расстоянии 1 м. [–0,1 мк]

31. С какой силой взаимодействуют пластинки плоского конденсатора площадью 0,01 м², если разность потенциалов между ними 500 B и расстояние 3 мм? [1,23 м]

32. Как изменится емкость C_o плоского конденсатора, если между его обкладками поместить пластинку: 1) стеклянную; 2) металлическую. Толщина каждой пластинки равна половине расстояния.

33. Конденсатор, заряженный до напряжения 100 B, соединяется с конденсатором такой же емкости, но заряженным до напряжения 200 B один раз одноименно заряженными обкладками, другой – разноименно заряженными. Какое напряжение установится между обкладками в обоих случаях? [150]

34. Пространство между обкладками плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектриков: фарфора толщиной 1 см и парафином толщиной 2 см. Разность потенциалов между обкладками 2,1 кВ. Определить напряженность поля и падение потенциала в каждом из слоев. [300; 30 к; 1,8 к]

35. Бумага пробивается при напряженности поля 18 кВ/см. Два плоских конденсатора с изолирующим слоем из этой бумаги толщиной 2 мм, один емкостью 1200 пФ, другой емкостью 400 пФ, соединены последовательно. При каком наименьшем напряжении будет пробита эта система? [4800]

36. Два одинаковых шара удалены на очень большое расстояние друг от друга. Поле первого шара обладает энергией 1,6 мДж, а поле второго – энергией 3, мДж. Какое количество теплоты выделится при соединении этих шаров проволокой? [0,2 м]

37. Изолированный металлический шар радиуса 5 см заряжен до потенциала 10 кВ. Найти плотность энергии у поверхности шара. [0,18]

38. Возможно ли увеличить энергию заряженного раздвижного конденсатора, не изменяя его заряд?

39. Плоский воздушный конденсатор емкостью 20 нФ заряжен до разности потенциалов 100 B. Какую работу нужно совершить, чтобы вдвое увеличить расстояние между обкладками? [0,1 м]

40. Между обкладками плоского конденсатора находится парафиновая пластинка. Емкость конденсатора 4 мкФ, его заряд 0,2 мКл. Какую работу нужно совершить, чтобы вытащить пластинку? [5 м]

41. Плоский конденсатор, наполовину заполненный воском, зарядили до некоторой разности потенциалов. Найти распределение энергии в воздушном зазоре и в воске. [75; 25]

42. Найти емкость системы конденсаторов. Чему будет равна емкость, если соединить проволокой точки A и B.

43. Найти емкость системы конденсаторов, включенных между точками A и B. Как изменится емкость системы, если убрать верхний конденсатор, верхний и нижний, заменив их проводником? Емкость каждого конденсатора C. [С]

44. Как изменятся заряд и разность потенциалов обкладок конденсатора C₃ при пробое конденсатора C₂? Во сколько раз?

45. В некоторой цепи имелся участок, изображенный на рисунке. Емкость конденсатора 10 мкФ, его заряд 40 мкКл и ЭДС 1 B. Найти разность потенциалов между точками A и B. [5]

46. На участке цепи E₁ = 1 B, E₂ = 2 B, j_A – j_B = 3 B, C₁ = 20 мкФ, C₂ = 30 мкФ, C₃ = 60 мкФ. Найти напряжение на каждом конденсаторе. [1; 0,67; 0,33]

47. Найти заряд каждого конденсатора в цепи, показанной на рисунке.

48. Определить разность потенциалов между точками A и B.

49. Определить емкость системы конденсаторов, представляющих собой куб, с конденсатором на каждом ребре. Рассмотрите варианты.