Т.И. Трофимова, З.Г. Павлова 'Сборник задач по курсу физики c решениями' (935848), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Широкое колено 1)-образного манометра имеет диаметр Ы, = 2 мм, узкое — Ыз = 1 мм. Определите разность Лл уровней ртути в обо- нх коленах, если поверхностное натяжение ртути н = 0,5 Н/м, плотность ртуз и р = 13,6 г!см', а краевой угол д = 138' . 4п созб( 1 1 1 Ря "г 4) Изобразите элементарную ячейку ионной кубической объемноцентрнрованной решетки хлористого цезия 1СзС1) и определите соответствующее этой решетке координапионное число. Отевт Координадионное число равно 8. Изобразите элементарную ячейку ионной кубической решетки поваренной соли (ХаС1) и определите соответствую шее этой решетке координационное число.
ОтВЕт Координационное число равно б. Определите наименьшее расстояние между центрами ионов натрия и хлора в кристаллах ХаС! 1две одинаковые гранецентрированные кубические решетки, вложенные одна в другую), Плотность поваренной соли р = 2,2 г/см'. Используя закон Дюлонга и Пти, определите удельную теплоем- кость; 1) натрия; 2) алюминия. Отевт 1) сг.=),О8 кд Вкг К); 2) с„,=0924 кд ~кг К). Пользуясь законом Дюлонга и Пти, определите, во сколько раз улельная теплоемкость железа больше удельной теплоемкости золота. Решение Сг сг = —, М С„= З/1, Д = с~«а(/з — Г(), 3/! м = — е 6/, М М= 3/! 1/,— /,) Р Ответ 0= о,зб акл. плотность воды рз =1 г/см'. Рг Р~ /зТ=-0,08 К. ОтВЕт р = 1,6 г/см'.
199 Для нагревания металлического шарика массой 10 г от 20 до 50 'С затратили количество теплоты, равное 62,8 Дж. Пользуясь законом Дюлонга и Пти, определите материал шарика. /, =20 'С /,=5О С Д=62,8 Дж /! = 8,З1 Дж//моль ° К) Ответ М = 0,119 кг/моль, олово. зменение энтропии при плавлении 1 моль льда составило 25 Дж/К.
Определите, на сколько изменится температура плавления льда при увеличении внешнего давления на 1 МПа? Плотность льда р! — — 0,9 г/см', 3. Электричество и магнетизм 3.1. Электроетатика Сила гравитационного притяжения двух водяных одинаково заря- Ф. жениых капель радиусами 0,1 мм уравновешивается кулоновской авиа 1 г/см' силой отталкивания. Определите заряд капель Плотность воды равна 1 г/см . Два заряженных шарика, подвешенных на нитях одинаковои ллины, т опускаются в керосин плотностью 0,8 гlсм'. Какой должна быть плотность материала шариков, чтобы угол расхождения нитей в воздухе и в керосине был один и тот же? Диэлектрическая проницаемость керосина г = 2. Решение рг + рз — о, 1 0г гг = 4лео гг 0 — ? г = —,, а =ЗО', 0Я 4леоЯ г à — = сова, 2?? 20" Е = 2Е сова = сова, 4ле(,г аа! 001 г Ез= — = г 4сов а, 4лго)?г 4лоог рз ° сз ° 01 = 0 2 сова я з з' 4лео г 4лео г Е -~- Е, Е„=5?6 В~ .
В вершинах равностороннего треугольника находятся одинаковыс положительные заряды 0 = 2 нКл. Какой отрицательный заряд 0 необходимо поместить в центр треугольника, чтобы сила притяжения с его стороны уравновесила силы отталкивания положительных зарядов? Свинцовый шарик ( р = 1 1,3 г/см') диаьтезром 0,5 см помещен в глицерин т р = 1,26 г/см'). Определите заряд шарика, если в однородном злектростатическом поле шарик оказался взвешенньви в глицерине. Электростатическое поле направлено вертикально вверх, и его напряженносзь Е = 4 кв!см. Дваточечныхзарада 01 = 4 нКли 0г ---2 иКлнаходятсядругот друга на расстоянии 60 см.
Определите напряженность Е поля в точке, лежащей посередине между зарядами. Чему равна напряженность, если второй заряд положительный? ~0г! Г 4лво (1/2) 1 4 ~~ ~ ~ ~) Е Е Е = — — З)Я(-)0'г~). 4лео 1 ОтВЕт Е,=О,б В?м; Ег=О,2 кВ? пр д лите напряженность поля, создаваемого диполем с электрическим моментом р = 1 нКл м на расстоянии г = 25 см от центра диполя в направлении, перпендикулярном оси диполя.
ОИЫЕ/И Ф = 339 В м. ОИИЕгИ Е = 2,14 кВ/м. !а! 4леогз Ез Д 2 4Д 5лева /5 5з/5лсоа сока =— аз /5 а+- 4 1) Е, = 0; 2) Е =10,3 кВ/м. <гог~ (203,/ Определите напряженность электростатического поля в точке А, расположенной вдоль прямой, соединяющей заряды Я = 10 нКл и Я = -8 нКл и находящейся на расстоянии г = 8 см от отрицательного заря- да, Расстояние между зарядами / = 20 см. !а,! 4лкаг 2) Е=Е +Ег Е=Е~+Ез Е|= 1а! 4лео(/ — г) ОИЫИИ 1) Е=10,1 кВ/м; 2) Е=17,5 кВ/м.
На некотором расстоянии от бесконечной равномерно заряженной плоскости с поверхностной плотностью а =- 0,1 нКл/см' расположена круглая пластинка. Плоскость пластинки составляет с линиями напряженности угол 30'. Определите поток Фь. вектора напряженности через эту пластинку, если ее радиус г равен! 5 см. Определите поток Фв вектора напряженности электростатического поля через сферическую поверхность, охватывающую точечные заряды Я =5 иКли Дз =-2 нКл.
Расстояние / между зарядами Д = +2 нКл равно 20 см. Определите напряженность Е поля, созданного этими зарядами в точке, находяшейся на расстоянии й =15 см от первого и г = 10 см от второго заряда. В вершинах квадрата со стороной 5 см находятся одинаковые положительные заряды Д = 2 нКл. Определите напряженность электростатического поля: 1) в центре квадрата; 2) в середине одной из сторон квадрата. Отевт = 8,85 мкКл/и'. Д=- )ЙД=г 2лт, ЙЕ, =бЕсова, а дД г)3/г ' Ответ 1) 113 В/м; 2) 339 В/м. и сова = —, //' цЕг = дЕв)па, Ответ е, =2,83 кв/, Элементарный заряд е = 1,6 1О ' Кл Отевт и = 1,77 нКл/м'.
Кольцо радиусом г = 5 см из тонкой проволоки равномерно заряжено с линейной плотностью г =!4 иКл/м. Определите напряженность поля на осн, проходящей через центр кольца, а точке, удаленной на расстоянии а = 10 см от центра кольца. б0 60 г Г~ 4леоА' 4леоч'а" + гг 0 А ! "4лео1а +г~)В/~ 4лео/а +гг)з/г Определите поверхностную плотность заряда, создающего вбли- зи поверхности Земли напряженность Е = 200 В/м. Под действием электростатического поля равномерно заряженной бесконечной плоскости точечный заряд Д = 1 нКл переместился в/)ель силовой линии на расстояние г = 1 см; при этом совершена работа 5 мкДж.
Определите поверхностную плотность заряда на плоскости. Электростатическое поле создается двумя бесконечными параллельными плоскостями, заряженными равномерно одноименными зарядами с поверхностной плотностью соответственно о, = 2 нКл/м' и ог = 4 нКл/м'. Определите напряженность электростатического поля: 1) меж- ду плоскостями; 2) за пределами плоскостей. Постройте график изменения напряженности вдоль линии, перпендикулярной плоскостям.
° ° ° ° ° ° ° и ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° е ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Осноенвге физические постоянные Масса покоя электрона «г, = 9,11 10 " кг Удельный заряд электрона е//л, =1,76 10п Кл/кг Электрическая постоянная во = 8,85.10 ' Ф/м 1/(4лоо) = 9 10 м/Ф Магнитная постоянная /го = 4л 10 Гн/м 1) Е, =!69 В/м; 2) Е -5б5 В/ г=Р Ет 4пР = —, 0 еа 2 0 ,1 Е2' г >Д Е ° 4л~ ЕЛ 2 м ео < 206) Электростатическое поле создается двумя бесконечными параллельнымн плоскостями, заряженными равномерно разноименны. ми зарядами с поверхностной плотностью о~ --1 нКл/м' и п = 2 иКл/м'. Оп- 2 ределите напряженность электростатического поля: 1) между плоскостями, 2) за пределами плоскостей. Постройте график изменения напряженности поля вдоль линии, перпендикулярной плоскостям.
На металлической сфере радиусом 15 см находится заряд Д = 2 нКл. Определите напряженность Е электростатического поля: 1) на расстоянии й =10 см от центра сферы;2) наповерхностнсферы; 3) нарасстоянии гз = 20 см от центра сферы. Постройте график зависимости Е/г). Отевт Е~ = 0 Ег = 800 В/м, Еэ = 450 В/м. Поле создано двумя равномерно заряженными концентрическимисферамирадиусами Я, =5 сми Ез —— 8 см. Зарядысферсоот- вртственно равны Я = 2 нКл и Дз = -1 нКл. Определите напряженность электр~статического поля в точках, лежаШнх от центра сфер на расстояниях: 1) 0 =3 см; 2) хз = б см; 3) гз =1О см.
Постройте график зависимости Е(г). Отевт Е, =О, Ез — — 5 кВ/м, Е, =0,9 кВ/м. Шар радиусом Я=10 см заряжен равномерно с объемной плотностью р — 10 нКл/м'. Определите напряженность электростатического поля: 1) на расстоянии й = 5 смотцентрашара; 2) нарас- стоянии гз = 15 см от центра шара. Построй- те зависимость Е(г) . ОтВЕт Е1 =18,8 В/м, Ез =1б,7 В/м.
Ответ е- ' =3б в/ . 2л "ео РЕШЕНиЕ лееегз г! + Гз Е1 + тз ле,ег,, 2леегз 2 3еегз Я 2 твет 1) е,=о; 3) Ез = 25,1 В/м; 4) см. рисунок. Фарфоровый шар радиусом Я=10 см заряжен равномерно с объемнойплотностью р=15 нКл/м'. Определнтенапряженность электростатического поля: 1) на расстоянии й = 5 см от центра шара; 2) на поверхности шара; 3) на расстоянии гз = 15 см от центра шара. Постройте гра- фик зависимости ЕЯ.
Диэлектрическая проницаемость фарфора е = 5. Отевт 1) Е, =5,б5 В/м; 2) Е -11,3 В/м(для г ~ Н); Ея =56,5 В/м(для г ~ Я); Длинный прямой провод, расположенный в вакууме, несет заряд, равномерно распределенный по всей ллине провода с линейной плотностью 2 нКл/м. Определите напряженность Е электростатического поля на расстоянии г = 1 м от провода. Внутренний цилиндрический проводник длинного прямолинейного коаксиального провода радиусом Е, = 1,5 мм заряжен с лнней- ной плотностью т1 = 0,20 нКл/м.
Внешний цилиндрический проводник этого провода РалиУсом Н, = 3 мм заРЯжен с линейной плотностью тз =-0,15 нКл/м. Пространство между проводниками заполнено резиной ( е = 3 ). Определите напряженность электростатического поля в точках, лежаших от оси провода на расстояниях: 1) й =1 мм; 2) гз = 2 мм; 3) Вз -— 5 мм. 2) Ез = 800 В/м; 3) Ез = 180 В/м. бм ~/ад (/$ з 01гдйе)ге (/ = 4,87 мДж. 2лео г 2лео гз дт й и = — 1п — . 'геа гл ОггЫГИ$ и = 16 Мм/с. Электростатическое поле создается положительно заряженной с постоянной поверхностной плотностью дт = 10 нКл/м' бесконечной плоскостью.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
