 |
|
Задачи для самостоятельного решения
116. Шар А радиусом 0,05 м и шар В радиусом 0,01 м имеют одинаковый заряд 7 нКл. Шары являются проводящими, их соединяют тонкой проволокой. Какое количество электричества переместится с одного шара на другой? Каковы будут потенциал и заряд шаров после их соединения?
117. Два проводящих заряженных шарика с радиусом 1,5 и 6 см соединили тонкой проволокой. потенциал шаров после соединения стал равен 780 В. Найти потенциал шаров и заряд меньшего шара до соединения, если заряд большего шара был 6 нКл.
118. Потенциалы проводящих шариков радиусом 0,03 и 0,06 м равны 600 и 900 В соответственно. Шарики соединяют тонкой проволокой. Найти, какой заряд перейдет при этом с одного шарика на другой, и потенциал шариков после соединения.
119. Два заряженных металлических шара радиусом 0,04 и 0,06 м привели в соприкосновение. При этом их потенциал стал равен 4000 В. Найти заряд первого шара до и после соединения и какой заряд перешел при этом с одного шара на другой, если потенциал второго шара до соединения был равен 2000 В.
120. Два металлических шара радиусом 0,05 и 0,1 м заряжены, первый – до потенциала 600 В, второй шар имеет заряд 30 нКл. Шарики соединяют металлической проволокой. Определить, на сколько изменится потенциал каждого шара после их соединения.
121. Два металлических шарика радиусом 0,03 и 0,02 м заряжены, первый шар имеет заряд 10 нКл, второй – потенциал 9000 В. Шарики соединяют проволокой, емкостью которой можно пренебречь. Найти изменение заряда и потенциала первого шарика в результате разряда и заряд второго шарика после разряда.
122. При соединении шара А радиусом 0,03 м с шаром В радиусом 0,02 м с первого шара на второй перешел заряд 1,8 нКл. Потенциал шара А до соединения был равен 2400 В. Оба шара сделаны из металла. Найти поверхностную плотность заряда каждого шара до и после соединения.
123. Два металлических шара соединяют проволокой, емкостью которой можно пренебречь. Первый шар радиусом 0,02 м имеет потенциал 2000 В, второй шар радиусом 0,03 м не заряжен. Найти заряд первого шара до и после соединения, а также заряд и потенциал второго шара после соединения.
124. При соединении двух заряженных шаров радиусом 0,03 и 0,02 м с первого шара на второй перешел заряд 10 нКл. Найти потенциал шаров после соединения и заряд второго шара до соединения, если заряд первого шара был равен 30 нКл. Оба шара сделаны из металла.
125. Два заряженных шара радиусом 0,08 и 0,16 м соединили металли-ческой проволокой. Общий заряд шаров до соединения был равен 30 нКл. Найти поверхностную плотность распределения зарядов на шарах и потенциал шаров после соединения. Оба шара сделаны из металла.
126. Шар А радиусом 0,02 м, заряженный до потенциала 4000 В, после отключения от источника напряжения соединяют проволокой с незаряженным шаром В радиусом 0,03 м. Найти энергию шаров после разряда и работу разряда. Оба шара сделаны из металла.
127. Два металлических шарика соединяют проволокой. Первый шар радиусом 0,02 м имеет заряд 30 нКл, второй радиусом 0,03 м – потенциал 6000 В. Найти энергию каждого шара до разряда и работу разряда.
128. Заряженный шар А радиусом 0,03 м приводится в соприкосновение с незаряженным шаром В, радиус которого равен 0,06 м. После соединения энергия шара А оказалась равной 0,6 Дж. Какой заряд был на шаре А до соприкосновения шаров? Какова работа разряда? Оба шара сделаны из металла.
129. Шар А радиусом 0,04 м, заряженный до потенциала 900 кВ, приводится в соприкосновение с шаром В радиусом 0,02 м. После соединения энергия шара В оказалась равной 0,6 Дж. Найти заряд шара В и энергию шара А до разряда. Какова работа разряда? Оба шара сделаны из металла.
130. Заряженный шар А радиусом 0,06 м приводится в соприкосновение с шаром В радиусом 0,03 м. Шар В имеет заряд 2 мкКл. После соединения энергия шара А оказалась равной 0,2 Дж. Найти заряд шара А и энергию шара В до разряда. Какова работа разряда? Оба шара сделаны из металла.
131. Два заряженных металлических шара радиусом 0,03 и 0,02 м соединяют проволокой. Первый шар имеет заряд 3 нКл. После разряда потенциал шаров оказался равным 2200 В. Найти работу разряда.
132. Заряженный шар радиусом 0,04 м соединяют с незаряженным шаром радиусом 0,02 м. Найти энергию каждого шара после соединения шаров и работу разряда, если с первого шара на второй перешел заряд 10 нКл. Оба шара сделаны из металла.
133. При соединении заряженного до потенциала 2000 В шара А радиусом 0,04 м с незаряженным шаром В радиусом 0,03 м с первого шара на второй перешел заряд 3 нКл. Найти энергию шаров до соединения и работу разряда. Оба шара сделаны из металла.
134. Два заряженных шара радиусом 0,04 и 0,08 м соединили металлической проволокой. Общий заряд шаров до соединения был равен 45 нКл. Найти энергию каждого шара и их потенциал после соединения. Оба шара сделаны из металла.
135. Шар А радиусом 0,03 м, обладающий энергией 0,6 мкДж, приводится в соприкосновение с шаром В радиусом 0,04 м, заряженным до потенциала 2000 В. Определить энергию шаров после соединения. Оба шара сделаны из металла.
136. Плоский конденсатор (размер пластин – 0,25 × 0,25 м2, расстояние между пластинами – 5 мм), заполненный средой с диэлектрической проницаемостью, равной 6, зарядили до напряжения 10 В и отключили от источника. На сколько изменятся емкость конденсатора и напряжение на его пластинах, если из конденсатора вынуть диэлектрик и в три раза увеличить расстояние между пластинами?
137. Площадь каждой пластины плоского воздушного конденсатора равна 0,01 м2, расстояние между пластинами составляет 5 мм. К пластинам приложена разность потенциалов 300 В. После отключения конденсатора от источника напряжения пространство между пластинами заполняется эбонитом (e = 2,6). Найти разность потенциалов между пластинами после заполнения конденсатора эбонитом. Каковы емкость конденсатора и поверхностная плотность заряда на пластинах до и после заполнения?
138. Площадь каждой пластины плоского воздушного конденсатора равна 80 см2, расстояние между пластинами составляет 5 мм. Напряженность поля между обкладками конденсатора – 60 кВ/м. После отключения конденсатора от источника напряжения пластины раздвигают, при этом разность потенциалов между пластинами увеличивается в два раза. Найти емкость конденсатора, разность потенциалов между пластинами и поверхностную плотность зарядов на пластинах до и после их раздвижения.
139. Плоскому конденсатору (размер пластин – 0,15 × 0,25 м2, расстояние между пластинами – 3 мм) сообщен заряд 3,6 нКл. Пространство между плас-тинами заполнено слюдой. После отключения пластин от источника напряжения из конденсатора удаляют диэлектрик, при этом разность потенциалов между пластинами увеличивается в шесть раз. Найти: 1) диэлектрическую проницаемость слюды; 2) электроемкость конденсатора до и после удаления диэлектрика; 3) разность потенциалов между пластинами до и после удаления диэлектрика.
140. Пластины плоского конденсатора размером 0,15 × 0,20 м2 заряжены с поверхностной плотностью 1,5 мкКл/м2. После отключения конденсатора от источника напряжения пространство между пластинами заполняют диэлектриком. При этом разность потенциалов между ними изменяется от 600 до 300 В. Найти: 1) расстояние между пластинами; 2) диэлектрическую проницаемость диэлектрика; 3) электроемкость конденсатора и напряженность поля в нем до и после заполнения.
141. Плоский конденсатор (площадь каждой пластины – 20 см2, расстояние между пластинами – 4 мм) подключен к источнику напряжения. При этом заряд равномерно распределяется по пластинам с поверхностной плотностью 2 мкКл/м2. Пространство между пластинами заполнено слюдой (e = 6). Какой станет поверхностная плотность заряда, если, не отключая конденсатор от источника напряжения, из него удалить диэлектрик? Найти электроемкость и разность потенциалов между обкладками до и после удаления диэлектрика.
142. Плоскому конденсатору (размер пластин – 0,25 × 0,20 м2, расстояние между пластинами – 4,5 мм) сообщен заряд 5 нКл. Не отключая пластины от источника напряжения, между ними увеличили расстояние в два раза. Каким станет заряд на пластинах конденсатора? Найти напряженность поля и электроемкость конденсатора до и после раздвижения пластин.
143. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено диэлектриком (e1 = 6). Пластины имеют размер 0,2 × 0,3 м2, расстояние между ними равно 4 мм. Конденсатор заряжен до разности потенциалов 300 В. Не отключая конденсатор от источника напряжения, в нем заменяют диэлектрик. Найти: 1) диэлектрическую проницаемость e2 нового диэлектрика, если поверхностная плотность заряда уменьшается в полтора раза; 2) заряд на пластинах и электроемкость конденсатора до и после замены диэлектрика.
144. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено эбонитом (e = 2,6). Площадь каждой пластины – 52 см2, расстояние между ними – 6 мкм, напряженность поля в конденсаторе – 21 кВ/м. Не отключая конденсатор от источника напряжения, из него удаляют диэлектрик. Найти заряд на пластинах конденсатора и его электроемкость до и после удаления диэлектрика.
145. Плоский конденсатор (площадь каждой пластины – 1 дм2, расстояние между пластинами – 4 мм) подключен к источнику с напряжением 150 В. Не отключая конденсатор от источника, расстояние между пластинами уменьшают.
При этом напряженность поля в конденсаторе увеличивается в два раза. Каким стало расстояние между пластинами? Найти электроемкость и поверхностную плотность заряда на пластинах конденсатора до и после их раздвижения.
146. Плоский воздушный конденсатор (площадь каждой пластины – 2 дм2, расстояние между пластинами – 2 мм) заряжен с поверхностной плотностью 2 мкКл/м2. После отключения конденсатора от источника напряжения конденсатор погрузили в керосин (e = 2,1). На сколько изменилась при этом энергия конденсатора?
147. Площадь каждой пластины плоского воздушного конденсатора – 0,3 дм2, расстояние между пластинами – 3 мм, напряженность поля между пластинами – 30 кВ/м. После отключения конденсатора от источника напряжения расстояние между пластинами увеличили в три раза. На сколько при этом изменилась энергия конденсатора?
148. Определить заряд, сообщенный конденсатору от источника напряжения, если после отключения воздушного конденсатора от источника и увеличения расстояния между пластинами до 1 см энергия поля в нем изменилась на 0,3 нДж. Площадь пластины конденсатора – 32 дм2, начальное расстояние между пластинами – 4 мм.
149. Плоскому конденсатору (площадь каждой пластины – 1,2 дм2) сообщен заряд 4 нКл. Пространство между пластинами заполнено диэлектриком (e = 6). После отключения пластин от источника напряжения диэлектрик из него вынимают. На сколько изменится объемная плотность энергии конденсатора?
150. Емкость плоского конденсатора равна 10 пФ. Диэлектрик – фарфор (e = 6). Конденсатор зарядили до разности потенциалов 600 В и отключили от источника напряжения. Какую работу необходимо совершить, чтобы вынуть диэлектрик из конденсатора?
151. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено парафином (e = 2). Площадь каждой пластины – 40 дм2, расстояние между пластинами – 2 мм, напряженность поля в конденсаторе – 32 кВ/м. Не отключая конденсатор от источника напряжения, из него вынимают диэлектрик. На сколько изменится энергия конденсатора?
152. Плоскому воздушному конденсатору (размер пластин – 0,2 × 0,2 м2, расстояние между пластинами – 4 мм) сообщили заряд 8 нКл. Не отключая конденсатор от источника напряжения, расстояние между пластинами увеличили до 12 мм. На сколько при этом изменилась энергия конденсатора?
153. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено диэлектриком (e = 4,5). Емкость конденсатора равна 9 мкФ. Конденсатор заряжен до разности потенциалов 200 В. Не отключая конденсатор от источника напряжения, в нем заменяют диэлектрик. При этом энергия конденсатора уменьшается в три раза. Найти диэлектрическую проницаемость диэлектрика и энергию конденсатора до и после замены диэлектрика.
154. Между пластинами плоского конденсатора находится диэлектрик с e1 = 6. Не отключая конденсатор от источника напряжения, в нем заменяют диэлектрик и увеличивают расстояние между пластинами в два раза. При этом энергия конденсатора уменьшается в четыре раза. Найти диэлектрическую проницаемость e2 нового диэлектрика.
155. Плоский воздушный конденсатор, расстояние между пластинами которого равно 4 мм, заряжен до разности потенциалов 2000 В. Не отключая конденсатор от источника напряжения, раздвигают его пластины на расстояние 6 мм. Найти изменение объемной плотности энергии конденсатора.
Библиографический список
1. Трофимова Т. И. Курс физики / Т. И. Трофимова. М., 2002. 478 с.
2. Детлаф А. А. Курс физики / А. А. Детлаф, Б. М. Яворский. М., 2001. 607 с.
3. Д ж а н к о л и Д. Физика / Д. Д ж а н к о л и. М., 1989. Т. 2. 667 с.
4. Физический энциклопедический словарь. М., 1984. 944 с.
Учебное издание
СЕРДюк Ольга Ивановна
Электростатика
_______________________
Редактор Т. С. Паршикова
***
Подписано в печать .10.2007. Формат 60 ´ 84 1/16.
Плоская печать. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 3,0. Уч.-изд. л. 3,2.
Тираж 1000 экз. Заказ .
**
Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа
Типография ОмГУПСа
*
644046, г. Омск, пр. Маркса, 35.
О. И. СЕРДЮК
ЭЛЕКТРОСТАТИКА
ОМСК 2007