Задачник по физике - Белолипецкий С.Н. (1238768), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Э!!Е1('!'РИЧЕС'!'ВО И МЛ!'ННТИЗМ Гл. 3 3.68а. Две одинаковые металлические пластнпь! небольшой толщины сблизи;пл на расстояние, значительно меныпее их линейных размеров, расположив пх параллельно друг друту. Одной из пластин сообщили заряд !?, другой заряд 3!!. Определите заряд на четырех поверхностях пласт!лн. Изобразите картину силовых линий электрического поля, созданного пластинамп. 3.69в.
Металлическ!лй заряженный шар радиуса Л! окружен концентрической проводящей сферической оболочкой, внутренний и внешний радиу! ы которой равны с!ютветственно Лз и Л;!. Заряд шара равен Щ оболочка не заряжена. Получите выражения для зависимостей напряженности электрического поля Е и потенциала !р от расстсшния г до центра шара и постр<плте графики Е(т) и !р(г). 3.70а. Сфера радиуса г, которой сообщен заряд ?, окружена конт!ентрпчеекой тонкостенной проводящей гфери пткой оболочкой радиуса Л, заряд которой равен Я. Определите потенциалы сфер рвах,р и р„„„в. 3.71 . Металлический шар радиуса Л1, заряженньш до потенциала р.
окружают тонкой сферической проводящей оболочкой радиуса Лз, Определите потенпиал шара !р! после того, как он будет соединен проводником с оболочкой. Первоначальный заряд оболочки равен нули!, центры оболочки и шара совпадают, 3.72~. Проводящие сферы радиусов Л! = 15 мм и Лз = 45 мм, находящиеся одна от другой на расстоянии, многократно превьппающем их размеры, заряжены до потенциалов !р! = 90 В и рт = 20 В соответственно. Определите потенциал !р сфер после того, как онлл будут соединены тонкой проволочкой.
Какой заряд !? и в каком направлении протечет по провод!!хе? 3.73з. Металл!лческий шар радиуса Л1, заряженньлй до потенциала !р, окружают конпентрической сферической проводящей оболочкой радиуса Лв. Чему станет равен потенциал шара !р', если заземлить оболочку? 3.74 . ?!! одинаковых капелек ртути заряжены до одного 2 и того же потенциала !ро. Каков будет потенппал р большой капли, образовавшейся в результате слияния этих капелек? 3.75 . Два проводящих шара радиуса Л, несущих заряд ? 3 каждый, находятся на расстоянии г один от другого (г» Л). Шары поочередно на некоторое время заземляют. Определите потенциалы !р! и !рзь а также заряды д! и !?в шаров, заземленных первым и вторым соответственно, в конце процесса. 3.76 .
На расстоянии г от центра незаряженного металлического шара находится точечный заряд !р Опрсде;ппе потешшал !Нара р. ззэ зттктттгттстзтзитсл, ттговоднит(тт идиэлкктгики !15 3.77 . Небольшой шарик висит над горизонтальной проводттщейт плоскостью на верттлкальной изолирующсн упругой нити жесткости й. Пттсле того как шарнк зарядили, он сместился на расстояние 25 и расстояние между шариком тл плоскостью стало равным Л. Определите заряд тт шарика. 3.78 . Точечный заряд т? = 100 мкКл находится на расстоя- 2 нии Ь = 1, 5 см от проводящей плоскости. Какую работу А нужно совершить против сил электростатического взаимодействия, чтобы медленно удалить этот заряд на бесконс шо большое расстояние от плоскости? 3.79 .
Два точечных заряда, тти — тт, расположены на рас- 2 стоянтти Ь друг от друга и на одинаковом ратстоянии 1/2 от проводящеи плоскосттл с одной стороны от нее. Определите модуль Г силы, действующей на каждый заряд. 3.80 . Найдите натяжение 7' нити, соедп- г няющей одинаковые шарики 1тадиуса 7' и массы т каждый, в пентре которых находятся одпнаковьте заряды с„т. Один из шариков плавает на поверхности жидкот тн с плотностью р и дтлэлектрической пронттпаемостью е, второтт шартлк висит на нити внутри жидкости (схт.
рису- К задаче 3.80 нок). Расстояние между центраъти шариков Л. 3.81 . Два точечных заряда, находясь в воздухе на рас- т стоянии го = 20 см друг от друга, взаимодт".йствуют с некоторой силой Г. На каком расстоянии г друг от друга нужно поместить эти заряды в масле с диэлектрической пронипаемостью е = 5, чтобы они взаимодействовали с той же силой? 3.82 .
Два заряженных шарика„подвешенных на нитях оди- 2 иаковой длины, опускают в керосин. Какова должна быть плотность материала шариков р, чтобы угол расхождения нитей в воздухе н керосине был одинаков? Массы шариков равны. Диэлектрическая проницаемость керосина е = 2, плотность керосина ре =- 800 кг~'ьтз. 3.83 .
Две металлические п;тастины, ихтектщтте заряды дт и 2 ттг, расположены параллельно одна другой на расстоянии тт. Пространство между пластинами заполнено диэлектриком с проницаемостыо е. Площадь пластин л'. Определите разность потенциалов Ьтз между пластинамп. 3.843. Металлический заряженный шар радиуса йт помещен в пентре диэлектрической сферической оболочки, внутренний и вясшний радиусы которой равны соответственно Лг и Лз, а относительная диэлектрическая пронппаемость е. Заряд шара равен т?, оболочка не заряжена. Получите выражения для зави- Э1!к1(тгичкс !'ВО и млГнктизм ГЛ.
3 симости напряженности поля Е и потенциала !о от расстояния г до центра шара и постройте графики Е!Г) и !р(г). 3.6. Электрическая емкость проводника. Конденсаторы Елчкостью 11едвненного проводника называя>т физическук! величину, определенную соотношением С= —, где !2 . зарял проводника, а !!2 . его потенциал. Емкость шара радиуса Й, находящегося в вакууме, равна С = 4яеоЛ (в ОИ) Энерггья электрического поля, созданного уединенным проводником, равна 1 1 2 1Я 1 =-2Р=-СР2=- —. 2 2 2С Емкосьаью конденсатора называют физическую величину, определеннуто отношением с = — "(.
где !! заряд одного из проводников, образующих конденсатор. а б! . разность потенциалов между ними (проводники, образующие конденсатор, несут одинаковые по величине, но противоположные по знаку заряды). Емкость плоского конденсатора равна С = — (в СИ), где Я площадь каждой пластинь! конденсатора, а !1 расстояние между ними. Энергия конденсатора (энергия поля конденсатора) равна И = — ~яб'~ = -Сб! = -,Ч . Объемная плотность энергии электрического поля в линейной изотропной среде с относительной диэлектрической проницаемостыо е равна и = -еоеЕ .
1 2 2 3.851. Два одинаковых проводящих шарика с зарядами +!1! и — !22 вследствие притяжения соприкоснулись и вновь разошлись на расстояние г. Определите заряды !21 и !22 шариков после соприкосновения и силу взаимодействия Е между ними. ЭЛВКТРИЧКСКАВ! КМКОСТЬ !!РОВОДНИКА !17 3.86 . Определите радиус Л шара, емкость которого в вакууме составляет С = 1, 0 Ф. 3.87з. Определите емкость С проводящего шара радиуса Л! = 10, 0 см, окруженного плотно прилегающим к нему конпентрическпм слоем очнородного диэлектрика с проницасмостью в = 6, 0 и наружным радиусом Лв = 20, 0 см.
3.88 . Проводник емкости С! заряжен до потенпиала г!, а 2 проводник емкости Св до потенциала !Рз. Проводники удалены на очень болыпое расстояние друг от друга. Каким станет потенциал ~р этих проводников, если соединить пх тонкой проволочкой? 3.89Я. Проводник емкости С! = 1,0. 10 а мкФ заряжен до потенциала д! = 6000 В, а проводник емкости Сз = 2,0 х х 10 '" мкФ до потенциала !Рв = 12000 В. Расстояние между проводниками встпсо по срависиию с их размерамп. Какос количество теплоты Ь!,! выделится при соединении этих проводников тонкой проволокой'? 3.90з.
Два одинаковых шара удалены на очень большое расстояние друг от друга. Поле первого шара обладает энергией Иг! = 1,6 мДж, а поле второго энергией И'в = 3,6 мДж. Какое количество теплоты Ьс2 выделится при соединении этих шаров тонкой проволочкой? 3.91з. Радиус проводящей сферической оболочки, равномерно заряженной зарядом !!, увеличился от Л! до Лз. Определите работу ЬА.
совершенную при этом электрическими сила- 3.92з. Две одинаковые капли ртути радиуса Л покоятся на болыпом рассто!и!!пл друг от друга. Капли заряжсны различными по знаку и хюдулк! зарядахш +!7! и — !?з. Под действием сил электростатического взаимодействия капли начинают двигаться одна навстречу другой.
Происходит центральный удар, в результате которого капли сливаются в одну. Определите выделившу!ося прп ударе теплоту ЬЯ, если коэффициент поверхностного натяжения ртути равен и, 3.93в. Какую работу ЬА нсобходимо совершить, чтобы заряженную зарядом д каплю ртути радиуса Л разбить на й! одинаковых мелких капель и развести их на расстояние, многсжратно превьппающсе их размеры? Козффипиент повсрхностного наг!!жения ртути равен о.. 3.94 .
Пространство мсжду обкладками плоского конденсаз тора заполнено последовательно двумя диэлектрическими слоями с толщинами с!! и д~ и с пронппасмостями с! и вз соответственно. Площадь каждой обкладки равна Л. Опрсделите емкость С конденсатора. 118 Э||Е1('ГРИЧЕСТВО И МЛ!'НВТИЗМ ГЛ. 3 3.95 . Определите емкость С сферического конденсатора, 3 радиусы обкладок которого равны Л| и Йя (Л! ( Ля), если пространство между обкладках|и заполнено однородным диэлектриком проницаемос ти е. 3.96 . Два одинаковых 3>стал;плческих шарика радиуса | на- 3 ходятся в однородном диэлектрике проницаемости е. Расстояние между пентрами шариков Л» г.
Определите емкость С этой системы. рассматривая шарики как обкладки конденсатора. 3.97 . В плоский воздушный конденсатор емкости Сш рас- 3 стояние между обкладками которого равно д, вводят металлическую |шастину толщины Ь параллельно обкладкам. Определите емкость С конденсатора с пластиной. Пластина имеет такую же форму и размеры, как и обкладки конденсатора. 3.983. В плоский воздуп|ный конденсатор емкости Се, расстояние между обкладкахш которого равно |1, вводят диэлектрическую пластину толщины б и пронипаемостп е параллельно обкладкам, Определите емкость С конденсатора с пластиной. Пластина имеет такук> же форму и размеры, как и обкладки конденсатора.
3.993. Плоский конденсатор, 3|ежду обкладками которого находится пластинка из диэлектрика проницаемости е, присоединен к аккумулятору. Заряд конденсатора равен >>о, Какой заряд Ь|? пройдет через аккумулятор при удалении пластинки? 3.100 . Плоский воздушный конденсатор заряжен до разности потенпиалов Г = 1000 В. С какой силой Р притягивая>тся одна к другой его пластины? Плслцадь пластин Я = 100 сх>~, расстояние между ними д = 1 мм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
