Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Задачи для самостоятельного решения и контрольных заданий. 1. Расстояние между пластинами плоского конденсатора составляет d=1см, разность потенциалов U= 200 В
1. Расстояние между пластинами плоского конденсатора составляет d =1см, разность потенциалов U = 200 В. Определите поверхностную плотность σ ’ связанных зарядов эбонитовой пластинки (ε = 3) толщиной d = 8 мм, помещенной на нижнюю пластину конденсатора. Ответ: 253 нКл/м2.
2. Зазор между обкладками плоского конденсатора заполнен изотропным диэлектриком, проницаемость которого изменяется в перпендикулярном к обкладкам направлении по линейному закону от до , причем > . Площадь каждой обкладки , расстояние между ними . Найти емкость конденсатора. Ответ: .
3. Найти емкость сферического конденсатора, радиусы обкладок которого равны и ( > ), если пространство между обкладками заполнено: а) однородным диэлектриком с проницаемостью ; б) диэлектриком, проницаемость которого зависит от расстояния до центра конденсатора как , где . Ответ: a) ; б) .
4. То же, что и в предыдущей задаче, но конденсатор цилиндрический длиной и - расстояние до оси системы. Ответ: а) ; б) .
5. Определить суммарную энергию взаимодействия точечных зарядов, расположенных в вершинах квадрата со стороной , для случаев: а) q1=q2=q; q3=q4=-q; б) q1=q3=q; q2=q4=q;. Ответ: а) ; б) .
6. Точечный заряд = 3, 0 мкКл находится в центре шарового слоя из однородного диэлектрика с проницаемостью = 3. Внутренний радиус слоя =350 мм, внешний =600 мм. Найти электрическую энергию в данном слое. Ответ: .
7. Уединенная металлическая сфера электроемкостью С = 4 пФ заряжена до потенциала φ = 1 кВ. Определите энергию поля, заключенную в сферическом слое между сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в 4 раза больше радиуса уединенной сферы. Ответ: 1, 5 мкДж.
8. Сплошной эбонитовый шар (ε = 3) радиусом R = 5 см заряжен равномерно с объемной плотностью ρ = 10 нКл/м3. Определите энергию электростатического поля, заключенную внутри шара. Ответ: 0, 164 пДж.
9. Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора U = 100 В. Площадь каждой пластины S = 200 см2, расстояние между пластинами d = 0, 5 мм, пространство между ними заполнено парафином (ε = 2). Определите силу притяжения пластин друг к другу. Ответ: 7, 08 мН.
10. Сферическую оболочку радиусом , равномерно заряженную зарядом , расширили до радиуса . Найти работу, совершенную электрическими силами. Ответ: .
11. Первоначально заряд = Кл распределяется равномерно по объему шара радиусом =1, 0см. Затем вследствие взаимного отталкивания заряды переходят на поверхность шара. Какую работу совершают при этом электрические силы над зарядами? Ответ: = 0, 9 .
12. Плоский воздушный конденсатор с площадью пластин S =800 подключен к батарее, ЭДС которой 300 В. Определите работу внешних сил по раздвижению пластин от = 1 см до = 3 см в случаях: а) перед раздвижением пластины отключаются от батареи; б) пластины в процессе раздвижения остаются подключенными к батарее. Ответ: = 3, 9 мкДж; б) = 2, 66 мкДж.
13. Две пластины площадью 100см2 погружены в масло, диэлектрическая проницаемость которого =2, и подключены к полюсам батареи с ЭДС, равной 300В. Какую работу необходимо совершить, чтобы после отключения батареи расстояние между пластинами уменьшилось от 5 до 1см? Ответ: 0, 127мкДж.
14. Энергия заряженного плоского конденсатора, заполненного диэлектриком, равна W=2∙ 10-5Дж. После отключения конденсатора от источника напряжения диэлектрик из конденсатора вынули, совершив при этом работу А=7.10-5Дж. Найти диэлектрическую проницаемость диэлектрика. Ответ: 4, 5.
15. Площадь каждой обкладки воздушного конденсатора 314 см2, расстояние между ними 2 мм. Напряженность поля между обкладками 60 кВ/м. Какую работу нужно совершить, чтобы вдвинуть между обкладками конденсатора стеклянную пластинку, если она полостью заполняет конденсатор и конденсатор после зарядки отключен от источника напряжения? Ответ: -086 мкДж.
16. Расстояние между обкладками плоского конденсатора равно 8 мм, площадь обкладок 62, 8 см2. Какую работу нужно совершить, чтобы вдвинуть между обкладками конденсатора стеклянную пластинку той же площади и толщиной 6 мм, если конденсатор присоединен к источнику напряжения 600 В? Ответ: 2, 25 мкДж.
|