Сборник задач по курсу общей физики: Учеб пособие 223 для студентов пед ин-тов по спец. №2105 «Физика» /Г. А. Загуста, Г. П. Макеева, А. С. Микулич и др.; Под ред. М. С. Цедрика. М.: Просвещение, 1989. 271 с.: ил
жүктеу/скачать 3,13 Mb.
|
cedrik
| F= 1 IQil IQ2I 4л8о г2 ’
где г — расстояние между зарядами Qi и Q2, е0 = 8,85 пФ/м — электрическая постоянная. Модуль напряженности и потенциал поля точечного заряда: f = J_\Q}_ _ 1 Q 4де0 г2 * 4яе0 г Связь между напряженностью и потенциалом поля: Е — — grad ср. Модуль напряженности и потенциал поля точечного диполя: Е= 4^7+ 3 cos2 01 Ф = 4^Г7^’ где р — электрический момент диполя, г — радиус-вектор, проведенный из центра диполя в точку, где определяется Е и ф, © — угол между векторами г и р. Теорема Остроградского — Г^уасса и циркуляция напряженности Е: фEdS = 6|/е0, ф (Edr) = 0. Модуль напряженности электрического поля у поверхности проводника в вакууме: Е = о/г о, где а — поверхностная плотность зарядов на проводнике. Вектор D и теорема Остроградского — Гаусса для него: Ъ = еоЕ + Р9 фDdS = Q, где Р — поляризованность диэлектрика, Q — алгебраическая сумма сторонних зарядов внутри замкнутой поверхности. 89 Для изотропных диэлектриков: Р = хе0В, D = tt\)E, где х и е — диэлектрическая восприимчивость и диэлектрическая проницаемость. Емкость плоского конденсатора: C — ezoS/d. Электрическая энергия уединенного заряженного проводника: E = j4>Q. Энергия заряженного конденсатора: E = \CU\ Объемная плотность энергии электрического поля: Закон Кулона 17*1. Два одноименных заряда Qi=0,7 и Q2 = l,3 нКл находятся в воздухе на расстоянии г = 6,0 см друг от друга. На каком расстоянии между ними нужно поместить третий заряд, чтобы результирующая сила, действующая на каждый заряд, была равна нулю? Маятник состоит из металлического шарика, подвешенного на невесомой нерастяжимой непроводящей нити. Как изменится период его колебаний, если шарику сообщить положительный заряд, а другой шарик, заряженный отрицательно, поместить внизу на одной вертикали с нитью подвеса маятника? Два точечных заряда Q = l,l нКл каждый находятся на расстоянии г = 17,0 см. С какой силой и в каком направлении они действуют на единичный положительный заряд, находящийся на таком же расстоянии от каждого из них? Одноименные заряды Qi=0,2 мКл, Q2 = 0,5 мКл и Q) = = 0,4 мКл расположены в вершинах треугольника со сторонами а = 4,0 см, Ь = 5,0 см и с = 7,0 см (рис. 17.1). Определить модуль и направление силы, действующей на заряд Q3. В центре квадрата расположен положительный заряд 250 нКл. Какой отрицательный заряд надо поместить в каждой вершине квадрата, чтобы система зарядов находилась в равновесии? В вершинах и центре правильного треугольника со стороной 5,0 см расположены одинаковые положительные заряды 0,5 мКл каждый. Какая сила действует на отрицательный заряд 7 мКл, находящийся на продолжении высоты на расстоянии см от вершины? Рассмотреть два случая решений. В вершинах шестиугольника помещены одинаковые положительные заряды 10 нКл каждый. Какой отрицательный 90 заряд надо поместить в центре шестиугольника, чтобы результирующая сила, действующая на каждый заряд, была равна нулю? Шарик массой т Шарик массой т — 4 г, несущий заряд Qi=278 нКл, подвешен в воздухе на невесомой нерастяжимой непроводящей нити. При приближении к нему заряда Q<2 противоположного знака нить отклонилась на угол а = 45° от вертикального направления (рис. 17.2). Найти модуль заряда Q2, если расстояние г = 6 см. Два одинаковых шарика массой /га = 20 мг каждый подвешены в воздухе на невесомых нерастяжимых непроводящих нитях длиной / — 0,2 м, закрепленных в одной точке подвеса. Один из шариков отвели в сторону и сообщили ему заряд Q, затем отпустили. После соприкосновения с другим шариком они разошлись так, что нити образовали угол а = 60°. Определить модуль заряда Q, сообщенного первому шарику. Три шарика массой т~Ъ г каждый подвешены в воздухе на невесомых нерастяжимых непроводящих нитях длиной / = 1 м к одному крючку. При сообщении шарикам одинаковых зарядов Q шарики разошлись так, что угол между нитями стал а =40°. Определить модуль заряда на шариках. В модели атома Бора — Резерфорда электроны движутся по круговым орбитам вокруг положительно заряженного ядра. Определить скорость v и ускорение а электрона в атоме водорода, если радиус боровской орбиты г = 52,9 пм. Заряженный шарик массой яг = 10 г, подвешенный в воздухе на невесомой нерастяжимой непроводящей нити, образующей угол а = 45° с вертикалью, движется с постоянной угловой скоростью (о = 10 рад/с по окружности радиусом г = 5 см (рис. 17.3). В точке В находится другой неподвижный заряженный шарик, причем расстояние АО = ОВ. Найти модули зарядов шариков Q, считая их одинаковыми. Заряженная частица массой т, несущая заряд Qi, дви 91 У///////////А Рис. 17.3 Рис. 17.4 Рис. 17.5 жется вокруг закрепленного точечного заряда Q2 по эллиптической орбите (рис. 17.4). Минимальное расстояние между зарядом и частицей Q\ равно г, а максимальное R. Чему равен период Т обращения частицы вокруг заряда Q>? Два шарика А и В массой тп= ОД кг каждый имеют одинаковые по модулю и противоположные по знаку заряды Q = 10 мкКл. Шарик А подвешен на изолирующей пружине жесткостью fe = 9,8 Н/м над шариком В (рис. 17.5). В начальном положении сила кулоновского взаимодействия между шариками равна 4mg. Верхний конец пружины медленно поднимают. На сколько надо переместить точку О, чтобы натяжение невесомой нерастяжимой непроводящей нити ВС стало равным нулю? На тонкой нити длиной / = 8 см равномерно распределен заряд Qi=350 мкКл, действующий силой F = 120 мкН на точечный заряд Q2f находящийся на продолжении той же нити на расстоянии г — Ь см от ее середины. Определить значение точечного заряда Q2j если вся система находится в воздухе. Проволочному кольцу радиусом R = 5 см сообщили заряд Q|=40 нКл. С какой силой FH будет растягиваться кольцо, если в его центре поместить одноименный заряд Q2~ = 30 нКл? Силы, растягивающие кольцо за счет собственного поля, не учитывать. По тонкому проволочному кольцу радиусом R = 6 см равномерно распределен заряд Q —10 нКл. Определить силу F, действующую на точечный заряд Qi=3 нКл, находящийся на расстоянии г = 5 см от центра кольца на прямой, перпендикулярной плоскости кольца и проходящей через его центр. Шарик массой m = 1,0 г, несущий заряд Q = 90 нКл, прикреплен к одному концу невесомой нерастяжимой непроводящей нити. Другой конец нити прикреплен к самой высокой точке кольца радиусом R — 5,0 см, которое находится в вертикальной плоскости. Кольцо изготовлено из жесткой проволоки, диаметром которой можно пренебречь. На кольце равномерно распределен заряд Qi~90 нКл того же знака, что и на шарике. Определить длину нити Z, при которой после отклонения шарик окажется на оси кольца, перпендикулярной его плоскости и проходящей через центр. 92 Горизонтально раположенное тонкое кольцо радиусом R Напряженность и потенциал поля В однородном электрическом поле, силовые линии которого горизонтальны, на тонкой невесомой нерастяжимой нити длиной 1 = 35 см подвешен шарик массой т —15 г, несущий заряд Q = 3,0 мкКл. Найти период собственных колебаний шарика, если напряженность электрического поля Е = 40 кВ/м. Шарик массой га = 1,0 г, несущий заряд Q = 1,0 мкКл, подвешенный на нерастяжимой невесомой непроводящей нити, находится в однородном электрическом поле, силовые линии которого горизонтальны и направлены слева направо. Шарик отведен влево так, что нить отклонилась на угол а = 45° от вертикали, и отпущен. Найти напряженность поля Е, если сила натяжения нити при прохождении шариком вертикального положения равна F„ = 80 мН. Шарик массой га —2,0 г, несущий заряд Q = 8,0 мкКл, подвешенный на невесомой нерастяжимой непроводящей нити длиной 1= 1,2 м, совершает вращательное движение вокруг вертикальной оси так, что угол, составляемый нитью с вертикалью, а = 20°. Найти период обращения Т шарика, если силовые линии электрического поля напряженностью Е —1,4 кВ/м вертикальны и направлены вверх. Точечные заряды Q, = 20 нКл и Qi——10 нКл находятся в воздухе на расстоянии г =10 см друг от друга. Определить напряженность поля Е в точке, удаленной на расстояние ri = 8 см от первого и г2 = 7 см от второго зарядов. Электрический диполь с зарядами Qj= +90 нКл и Q2 =—90 нКл и расстоянием между ними /=10 см находится в воздухе. Определить напряженность поля на оси диполя на расстоянии //4 от одного из его зарядов; в центре диполя; на перпендикуляре к оси диполя, проходящем через один из его зарядов, на расстоянии 1/2; на перпендикуляре к оси диполя, восставленном из середины его, на расстоянии //2. Построить график E = f(l) распределения поля между зарядами. Два точечных положительных заряда Qi=Q2 = Q находятся в воздухе на расстоянии 1 = 5 см друг от друга. Найти на оси симметрии этих зарядов точку, в которой напряженность электрического поля Е максимальна. Мыльный пузырь, висящий на конце тонкой трубки, при открытой трубке стягивается под действием сил поверхностного натяжения. Можно ли предохранить пузырь от полного 93 сжатия, сообщая ему большой электрический заряд? (При этом следует иметь в виду ограниченную диэлектрическую прочность воздуха, равную Е0 = 3 МВ/м.) Если да, то какого диаметра d останется мыльный пузырь? Два полых металлических шарика расположены концентрически. Заряд меньшего шарика 2 нКл, а большого 5 нКл. Найти напряженность поля внутри меньшего шарика; в точке, которая удалена на расстояние 7 см от общего центра и находится между шариками; в точке, находящейся вне шариков на расстоянии 15 см от общего центра. Длинный тонкий прямой стержень, расположенный в вакууме, равномерно заряжен зарядом линейной плотностью т = 1 нКл/м. Определить напряженность электрического поля на расстоянии г = 2,0 м от стержня. Два бесконечно длинных параллельных стержня, находящиеся на расстоянии 1=2 м в вакууме, заряжены равномерно зарядом линейной плотностью т = 15 нКл/м. Определить силу, действующую на единицу длины стержня. Заряд Q = 20 нКл равномерно распределен на тонкой нити длиной / = 1 м. Определить напряженность поля Е в точке, находящейся на расстоянии г =10 см от нити и равноудаленной от ее концов. Тонкое полукольцо радиусом R равномерно заряжено зарядом линейной плотностью т и находится в вакууме. Определить напряженность поля Е в центре кривизны. Тонкое кольцо радиусом R равномерно заряжено зарядом линейной плотностью т. Определить напряженность электрического поля в вакууме: 1) на расстоянии h от центра кольца на оси, перпендикулярной к его плоскости и проходящей через центр; 2) в центре кольца. На каком расстоянии от центра кольца на оси напряженность поля будет максимальной? минимальной? Заряд Q = 10 нКл равномерно распределен по дуге окружности, радиус которой R = 1 см, с углом раствора: 1) л рад; 2) ^ рад. Определить напряженность электрического поля в цент- О ре окружности. Тонкий однородный диск радиусом Ry расположенный горизонтально, заряжен равномерно зарядом поверхностной плотностью а. Определить напряженность электрического поля в вакууме: 1) на расстоянии h от центра диска на оси, перпендикулярной к плоскости диска и проходящей через центр; в центре диска. На каком расстоянии от центра диска на оси симметрии напряженность поля будет максимальной? минимальной? Заряд Q = 9 пКл равномерно распределен на поверхности диска радиусом R — 4 см, находящегося в вакууме. Найти напряженность поля Е в точке, лежащей на перпендикуляре, про- 94 ходящем через центр диска, и отстоящей на расстоянии / = 3 см от него. Определить потенциал поля в центре кольца с внешним радиусом Д2 = 40,0 см и внутренним #|=20,0 см, если на нем равномерно распределен заряд Q = 0,6 мкКл. Две бесконечно длинные параллельные нити заряжены разноименными зарядами и имеют одинаковую линейную плотность зарядов т. Определить потенциал поля в точке, лежащей » на расстояниях Г| и г2 от этих нитей. Тонкое плоское кольцо, внутренний и внешний радиусы которого равны соответственно R Шарик радиусом Л0~О,2 см, имеющий заряд Q = = 18 пКл, находится в воздухе. Найти радиусы эквипотенциальных поверхностей, потенциалы которых отличаются друг от друга на Аф = 15 В. Влиянием других заряженных тел пренебречь. Шарик радиусом 1 см с равномерно распределенным по его поверхности зарядом Q находится в воздухе. Считая потенциал бесконечности равным нулю и пренебрегая влиянием других заряженных предметов, определить радиусы эквипотенциальных поверхностей, потенциалы которых отличаются друг от друга на ОД потенциала на поверхности шарика. В однородном электрическом поле выбраны точки А у В, Gy D и Еу расположенные на равных расстояниях друг от друга. Найти потенциалы точек В и D, принимая поочередно А у С и E за точки нулевого потенциала, если разность потенциалов между точками В и D 50 В. Эквипотенциальная линия проходит через точку поля напряженностью Еj —5,0 кВ/м, отстоящую на расстоянии / = = 2,5 см от заряда, создающего поле. На каком расстоянии от создающего поле заряда нужно провести другую эквипотенциальную линию, чтобы напряжение между линиями было АС/= 25,0 В? Найти потенциал ф капли ртути, получившейся в результате слияния п одинаковых шарообразных капель ртути, имеющих один и тот же потенциал ф1в Заряд 0,5 нКл равномерно распределен на поверхности полого металлического шарика радиусом 2,5 см. Найти потенциал электрического поля в центре, на поверхности шарика и на расстоянии 5,0 см от центра. Построить график зависимости потенциала поля от расстояния до центра шарика. Точечные заряды Q, = —17 нКл и Q2= +20 нКл находятся от точечного заряда Q3 = -f 30 нКл соответственно на расстоянии U—2 см и 12 — Ъ см. Какую минимальную работу против электрических сил надо совершить, чтобы поменять местами заряды Qi и Q2? 95
Заряженный шарик массой т = 1 г подвешен в воздухе на невесомой нерастяжимой непроводящей нити. Издалека к нему медленно приближают другой заряженный шарик и помещают его в ту точку, в которой первоначально находился первый шарик на нити, при этом он поднялся на высоту Л = 1 см. Определить работу, совершаемую внешними силами при перемещении другого шарика. Шарик, имеющий заряд Q — 1 мкКл, подвешен на невесомой изолирующей пружине жесткостью k = 9 Н/м. Из бесконечности медленно приближают другой шарик * с таким же зарядом и помещают его в ту точку, где первоначально находился шарик на пружине. Какую работу совершили при этом электростатические силы? Проводники и диэлектрики в электрическом поле Опыт Кавендиша заключается в измерении электрического поля внутри заряженной металлической сферы. Показать, пользуясь законом Кулона и принципом суперпозиции» что напряженность поля внутри заряженной металлической сферы равна нулю. Одинаковые заряды Q находятся на расстояниях U и /2 от заземленной металлической сферы малого радиуса R (рис. 17.6). Расстояние до поверхности земли и других заземленных предметов много больше 1\ и Найти силу, с которой заряды действуют на сферу. Найти заряд Q\ заземленного металлического шарика радиусом Ry если на расстоянии г от его центра находится точечный заряд Q. Маленький шарик, имеющий заряд Q = 20 нКл, находится в вакууме на расстоянии Z — 5 см от центра до заземленной плоской металлической стенки. С какой силой они взаимодействуют? На расстоянии г от центра шарика находится точечный заряд Q. Чему равен потенциал ф шарика? Внутрь полой проводящей сферы радиусом Ry имеющей заряд +Qi, через маленькое отверстие внесли тело, имеющее заряд — Q2. Чему равен потенциал точки, находящейся на расстоянии r>R от центра сферы? В центре металлической сферы помещен точечный заряд Qi. Определить электрическое поле внутри и вне сферы в случае, если оболочка: не заряжена; заземлена. ^ В однородное электрическое поле напряженностью Е внесли металлический шарик. Известно, что плотность поверхностных зарядов на «полюсе» шарика в точке А (рис. 17.7) равна о о. Определить плотность поверхностных зарядов в точке В9 если радиус, проведенный из центра в эту точку шарика, составляет угол а с направлением вектора Е внешнего электрического поля. 96 —I А Е k к Рис. 17.6 Рис. 17.7 Рис. 17.8 Два металлических шарика радиусом г=1 см каждый находятся в вакууме. Расстояние между их центрами равно 1 = 2 Две металлические пластины, находящиеся в вакууме на малом расстоянии, расположены параллельно (рис. 17.8). Пластине 1 сообщают заряд Q, пластина 2 не заряжена. Площади пластин одинаковы и равны S. Найти поверхностную плотность зарядов на обеих сторонах пластин. В пространство между пластинами незаряженного плоского конденсатора вносят металлическую пластину, имеющую заряд Q, так, что между пластиной и обкладками конденсатора остаются зазоры U и 1> (рис. 17.9). Площади пластин одинаковы и равны S. Определить разность потенциалов между обкладками конденсатора. В однородно заряженном шарике радиусом R имеется сферическая полость радиусом г, центр которой находится на расстоянии а от центра шарика (рис. 17.10). Найти напряженность электрического поля в различных точках полости, если плотность заряда на шарике равна р. Полярную молекулу можно представить в виде жесткой гантели длиной / = 10,00 нм с шариками на концах массой т = 10~24 г каждый, несущими заряды +Q и — Q(|Q1 = = 0,16 аКл). Определить период колебаний полярной моле- Рис. 17.9 Рис. 17.10 4—4719 97 кулы в однородном электрическом поле, напряженность которого Е = 0,30 кВ/см. Шарик радиусом R Металлический шарик радиусом 2 см, имеющий заряд 12 нКл, окружен слоем диэлектрика толщиной 7 см диэлектрической проницаемостью t — 3. Найти напряженность поля в точках, лежащих на расстояниях 5 и 11 см от центра шарика. Построить график зависимости напряженности поля от расстояния до центра шарика. Между пластинами плоского конденсатора, заряженного до напряжения U = 400 В, помещена диэлектрическая пластина толщиной h = 1,2 см и диэлектрической проницаемостью е = 5. Найти: 1) поверхностную плотность а свободных зарядов на обкладках конденсатора; 2) поверхностную плотность о' связанных зарядов (зарядов поляризации) на пластине. Заряд Q = 0,4 мкКл равномерно распределен по объему шарика радиусом R = 3,0 см. Найти напряженность, электростатическую индукцию и потенциал поля на расстояниях г\ = = 2,0 см и г2 = 4,0 см от центра шарика. Построить график зависимости напряженности и потенциала поля от расстояния до центра шарика. Диэлектрическая проницаемость материала шарика ь = 5. Сферический слой, ограниченный радиусами 7? | = 3 см и R2 = 5 см, равномерно заряжен зарядом плотностью р = = 3 мкКл/м*. Диэлектрическая проницаемость слоя t\ =5, а окружающей среды *2 = 2,5. Найти индукцию и напряженность электрического поля: 1) в центре слоя; 2) между поверхностями слоя на расстоянии г = 4 см от центра; 3) вне слоя на расстоянии 1 = 4 см от наружной поверхности. Построить график зависимости напряженности поля от расстояния до центра сферического слоя. Чему равна разность потенциалов между поверхностями слоя? Электроемкость Одному шарику сообщили заряд Qi = 13 нКл, другому — (?2 = 18 нКл, затем шарики соединили проводником. Найти окончательное распределение зарядов на шариках, находящихся далеко друг от друга. Радиус первого шарика R\=8 см, второго R2 = 1S см. Емкостью соединительного проводника пренебречь. Два заряженных шарика радиусами R \ и R 2, имеющие заряды Qi и Q2 соответственно, находятся один от дру 98 гого на расстоянии намного больше их радиусов. Найти заряды Q( и Q'i и потенциал ц шариков после того, как их соединили проводником. Металлический шарик радиусом #i=5 см заряжен до Ф=150 В. Чему равна напряженность поля в точке, находящейся на расстоянии /=10 см от поверхности шарика? Как изменится напряженность поля, если шарик соединить со вторым незаряженным шариком, радиус которого Ri = 10 см, а затем второй шарик удалить на большое расстояние? Одной из пластин плоского конденсатора емкостью С сообщили заряд Q, другой — 4Q. Найти разность потенциалов между пластинами конденсатора. Между пластинами плоского конденсатора (площадь каждой пластины 90 см2) находятся стеклянная пластина толщиной 1 мм и слюдяная пластина толщиной 2 мм. Определить емкость конденсатора. Вычислить емкость цилиндрического конденсатора, если его длина 50 см, радиус внутреннего цилиндра 4 см, внешнего 9 см и полость между цилиндрами по всей длине конденсатора заполнена трансформаторным маслом. Найти внутренний радиус цилиндрического бакелитового конденсатора (е =6) емкостью 1,5 мкФ, если внешний радиус см, длина конденсатора 20,0 см. Два конденсатора емкостью С, и рассчитанные на максимальное напряжение U\ и U> соответственно, соединены последовательно. Какое напряжение можно подать на эту систему конденсаторов? Конденсаторы емкостями С i = l мкФ и С2 = 2 мкФ заряжены до разности потенциалов Дф| = 10 В и Ц, = 50 В соответственно. После зарядки конденсаторы соединили одноименными полюсами. Определить разность потенциалов Ц между обкладками конденсаторов после их соединения. Конденсатор емкостью С|—20 мкФ заряжен до напряжения £/i = 200 В. К нему присоединяют параллельно незаряженный конденсатор емкостью Cj = 300 мкФ. Какое напряжение установится после их соединения? Систему конденсаторов емкостью С = 100 мкФ, состоящую из трех параллельно соединенных одинаковых конденсаторов, включили в сеть напряжением U = 250 В. На обкладках одного из конденсаторов появился заряд Q\ —10 мКл. Определить емкость и заряд каждого из двух остальных одинаковых конденсаторов. Максимальная емкость конденсатора переменной емкости Стах = 350 пФ. Сколько пластин полукруглой формы радиусом й = 5 см содержит конденсатор, если расстояние между ними <2=1 мм? Из конденсаторов емкостью 0,5 мкФ каждый, рассчитанных на рабочее напряжение 1,0 кВ, необходимо составить батарею конденсаторов емкостью 1,0 мкФ, которую можно было 99 Рис. 17.11 Рис. 17,12 бы присоединить к источнику тока напряжением 2,0 кВ. Сколько нужно для этого конденсаторов и как их соединить? Дать схему соединения. Найти разность потенциалов между точками А Найти емкость батареи конденсаторов, изображенной на рисунке 17.12, если емкость каждого конденсатора равна С. В схеме, изображенной на рисунке 17.13, первоначально все ключи разомкнуты и все конденсаторы не заряжены. Затем замыкают ключи К1 и Я2, а ключ КЗ остается разомкнутым. Спустя некоторое время ключи К1 и К2 размыкают, а ключ КЗ замыкают. Найти заряд на конденсаторе С1 после указанных переключений. Емкости конденсаторов и ЭДС источников указаны на рисунке буквами. Чему равна емкость системы, если между обкладками плоского конденсатора вносится в одном случае пластина из диэлектрика, а в другом — пластина из проводника? Толщина каждой пластины равна половине расстояния d между обкладками. Напряженность поля заряженного плоского конденсатора с расстоянием между пластинами 6,0 см равна 150 В/см. Параллельно пластинам в конденсатор вносится незаряженная металлическая пластина толщиной 1,5 см. Найти разность потенциалов между пластинами конденсатора до и после внесения металлической пластины. В плоский конденсатор (рис. 17.14) помещают две металлические пластины на равных расстояниях и конденсатор подключают к источнику тока ЭДС W. Найти: 1) потенциалы каждой из пластин; 2) приращение потенциалов пластин b и с и напряженности поле и во всех промежутках, после того как пластины b и с на короткое время будут соединены проводником, а также определить, будут ли заряды на пластинах b и с до и после замыкания и что произойдет при этом с зарядами пластин and. В плоский конденсатор с площадью пластин S и расстоянием между ними d вдвигается диэлектрическая пластина 100 abed. Рис. 17.13 Рис. 17.14 Рис. 17.15 толщиной h(h<cd) диэлектрической проницаемостью ег. С помощью источника тока между пластинами конденсатора поддерживается постоянная разность потенциалов U. Найти емкость конденсатора в зависимости от толщины h вдвигаемой пластины и напряженность электрического поля в воздушном Е\ и диэлектрическом Е-? слоях, а также напряженность поля в обоих слоях, если конденсатор сначала отключается от источника тока и только после этого в конденсатор вдвигается указанная диэлектрическая пластина. Между пластинами накоротко замкнутого плоского конденсатора поместили металлическую пластину с равномерно распределенным зарядом Q. Пластину медленно перемещают параллельно самой себе на расстояние х (рис. 17.15). Какой заряд проходит при этом по внешней цепи конденсатора, если расстояние между пластинами равно d? Между пластинами накоротко замкнутого плоского конденсатора находится точечный заряд Q. Площадь пластин бесконечно велика, расстояние между ними равно d. Первоначально заряд находится на расстоянии dj3 от левой пластины. Какой заряд пройдет по проводнику, замыкающему пластины конденсатора, при перемещении заряда Q в новое положение на расстоянии d/S от правой пластины? Плоский конденсатор с расстоянием между пластинами d^l мм заряжен до напряжения U — 1 кВ. Найти силу взаимодействия между пластинами конденсатора площадью S = = 50 см2. Энергия электрического поля Два протона и два позитрона, первоначально покоившиеся в вершинах квадрата со стороной а На рисунке 17.17 изображена капельная электростатическая машина (генератор Кельвина). Из трубки в полый 101 f \г-~У жүктеу/скачать 3,13 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|