 |
|
Задачи для самостоятельного решения
Задача 3.13. Плоский конденсатор заполнен диэлектриком и на его пластины подана некоторая разность потенциалов. Его энергия при этом
W = 20 мкДж. После того как конденсатор отключили от источника напряжения, диэлектрик вынули из конденсатора. Работа, которую надо было совершить против сил электрического поля, чтобы вынуть диэлектрик,
А = 70 мкДж. Найти диэлектрическую проницаемость e диэлектрика.
Ответ: e = 4,5.
Задача 3.14.Конденсатор с парафиновым диэлектриком (ε = 2.0) ёмкостью С = 44.2 пФ заряжен до разности потенциалов U = 150В и отключен от источника. Напряженность поля внутри конденсатора Е = 600В/м.
Определите поверхностную плотность заряда пластин конденсатора и
как изменится энергия конденсатора при увеличении расстояния между пластинами в два раза d2 =2 d1?
Ответ:
Задача 3.15.Два металлических шарика, первый с зарядом
q1 = 10 нКл и радиусом R1 = 3 см и второй с потенциалом j2 = 3 кВ и радиусом R2 =2 см, соединены проволочкой, емкостью которой можно пренебречь.
Найдите: а) потенциал j1 первого шарика до разряда;
б) энгергии W1 и W2 каждого шарика до разряда;
в) заряд q2 ¢ и потенциал j2¢ второго шарика после разряда;
г) работу разряда.
Ответ: а) j1 = 3 кВ; б) W1 = 15 мкДж, W2 = 90 мкДж;
в) q2 = 12 нКл, j2¢ = 5,4 кВ; г) А = 24 мкДж.
Задача 3.16.Два металлических шарика, первый с зарядом
q1 = 10 нКл и радиусом R1 = 3 см и второй с потенциалом j2 = 3 кВ и радиусом R2 =2 см, соединены проволочкой, емкостью которой можно пренебречь.
Найдите: а) заряд q2 второго шарика до разряда;
б) заряд q1¢ и потенциал j1¢ первого шарика после разряда;
в) энергию W соединенных проводником шариков;
г) тепло, выделевшееся при соединении шариков проволочкой.
Ответ: б) q2 = 20 нКл;
г) q1 = 18 нКл, j1¢ = 5,4 кВ; е) W = 81 мк Дж;
ж) А = 24 мкДж.
Задача 3.17.Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S = 0,01 м2, расстояние между ними d = 5 мм. Какая разность потенциалов U была приложена к пластинам конденсатора, если известно, что при разряде конденсатора выделилось Q = 4,19 мДж тепла?
Ответ: U = 21,7 кВ.
Задача 3.18.Конденсатор ёмкостью C1 = 3 мкФ зарядили до разности потенциалов U1 =300 В, а конденсатор ёмкостью C2 = 2мкФ - до U2 = 200В. После зарядки и отсоединения от источника питания конденсаторы соединили параллельно.
Найдите разность потенциалов на обкладках конденсаторов после соединения. Как изменится энергия этой системы конденсаторов после их соединения?
Задача 3.119Два металлических шарика радиусами R1= 5см и R2= 10см имеют заряды q1= 40 нКл и q2= 40 нКл соответственно.
Найдите потенциалы этих шаров. Найдите энергию, которая выделится при разряде, если шары соединить проводником, емкость которого пренебрежимо мала.
Ответ:
Задача 3.20.177. К батарее с э.д.с. Е = 300 В подключены два плоских конденсатора емкостями С1 = 2 пФ и С2 = 3 пФ.
Определите заряд Q и U на пластинах конденсаторов при их последовательном соединении.
Определите заряд Q и U на пластинах конденсаторов при их параллельном соединении.
Ответ:
Задача 3.21.Плоский конденсатор, заполненный диэлектриком, заряжен до некоторой разности потенциалов. Его энергия при этом W = 20 мкДж. После того как конденсатор отключили от источника, диэлектрик вынули из конденсатора, при этом была совершена работа равная А = 70 мкДж.
Определите диэлектрическую проницаемость диэлектрика ε.
До какого напряжения был первоначально заряжен конденсатор, если расстояние между пластинами d = 0,02м., а площадь каждой из них равна S = 100см2?
Ответ: