ГДЗ-Физика-задачник-11кл-Рымкевич-2004-www.frenglish.ru (991537), страница 6
Текст из файла (страница 6)
При этом емкость конденсатора увеличится. Для увеличения показаний электрометра можно увеличить д или уменьшить рабочую площадь Я пластин конденсатора. Ответ: сблизить пластины, ввести диэлектрик; раздвинуть пластины, уменьшить рабочую площадь пластин. 756. Плоский конденсатор состоит из двух пластин площадью босм каждая.
Между пластинами находится слой 2 стекла. Какой наибольший заряд можно накопить на этом конденсаторе, если при напряженности поля 10 МВ/м в стекле происходит пробой конденсатора? Решение. Из решения задачи 754 следует, что ~?сосо Ч= Если учесть, что величина У/с) = Е (напряженность электрического поля между обкладками конденсатора), то наибольший заряд Ч = Есор. Здесь Š— напряженность поля пробоя в стекле.
52 Вычисления: д=10 В(м 8,854 10 Ф/м 7 5 10 м = 3,1 10 Кл. Ответ: д = 3,1 мкКл. 757. расстояние между пластинами плоского конденсатора увеличили в 3 раза. Во сколько раз изменился заряд, напряжение между пластинами и напряженность поля, если конденсатор: а) отключили от источника напряжения; б) остался подключенным к источнику постоянного напряжения7 Решение. Когда конденсатор отключен от источника напряжения, заряд на его обкладках не изменяется, а напряжение связано с емкостью формулой гг еоео Следовательно, при увеличении расстояния между пластинами в 3 раза во столько же раз возрастет и напряжение между пластинами. В то же время напряженность поля Е=— У (2) согласно формуле (1), останется неизменной.
Если конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения У, то именно эта величина и остается неизменной. При этом напряженность поля, согласно (2), уменьшится в 3 раза, а заряд на конденсаторе можно определить, пользуясь формулой (1) и выражением для емкости плоского конденсатора: Увозя Ч= Следовательно, заряд уменьшится в 3 раза. Ответ: а) )д! не изменился, )У! увеличилось в 3 раза, Е не изменилось; б) )7! уменьшился в 3 раза, Щ не изменилось, Е уменьшилось в 3 раза.
53 759 В импульсной фотовспышке лампа питается от конденсатора емкостью 800 мкФ, заряженного до напряжения 300 В. Найти энергию вспышки и среднюю мощность, если продолжительность разрядки 2,4 мс. Решение. Энергия электрического поля, запасенная в конденсаторе вспышки, И' =— 2 где С вЂ” емкость конденсатора, (/ — его напряжение. Мощность Р вспышки определяется отношением энергии И' вспышки ко времени т разрядки: Р= —. т Вычисления: И'= 8 10 Ф (300 В) /2 = 36Дж; Р = 36Дж/(2,4 10 с) = 15 10 Вт.
Ответ: И' = 36 Дж; Р = 15 кВт. 761. Емкость одного конденсатора в 9 раз больше емкости другого. На какой из этих конденсаторов надо подать большее напряжение, чтобы их энергия была одинаковой? Во сколько раз большее? Решение. Энергия конденсатора И'= С(/ /2, где С вЂ” емкость конденсатора, (/ — напряжение. Если два конденсатора имеют одинаковую энергию, но разную емкость, то г г С1(/1 = Сз(/з. поэтому — ~ — = 3. У, Сз Ответ:на конденсатор меньшей емкости надо подать в 3 раза большее напряжение. 54 762. Конденсатору емкостью 10 мкФ сообщили заряд 4 мкКл. Какова энергия заряженного конденсатора2 Решение.
Формулу для энергии конденсатора )1' = СУ /2, где СУ = Я, можно переписать в виде г г Вычисления: 14'= (4 10 Кл) /(2 10 10 Ф) = 800 нДж. Ответ: И' = 800 нДж. 763. Площадь каждой из пластин плоского конденсатора 200 см, а расстояние между ними 1 см. Какова энергия поля, г если напряженность поля 500 кВ/м7 Решение. Плотность энергии электростатического по- ля в пустоте (в воздухе) г соЕ ги = — ° 2 Поле в плоском конденсаторе однородное, поэтому его полная энергия г зоЬ лп 2 где Я вЂ” площадь каждой из пластин, И вЂ” расстояние между пластинами конденсатора. Вычисления: 1)' = 8,85 10 Ф/м (500 ° 10 В/м) х г х 200 10 м .
10 м 220 мкдж 2 Ответ: И' = 220 мкДж. 55 764. Расстояние между пластинами плоского конденсатора с диэлектриком из бумаги, пропитанной парафином, равно 2 мм, а напряжение между пластинами 200 В. Найти плотность энергии поля. Решение. Поле в плоском конденсаторе однородное, поэтому напряженность электрического поля Е= —, с( где Ль( — разность потенциалов пластин конденсатора, с( — расстояние между ними.
Плотность энергии электрического поля сосЕ г сссос' г в= или (и= 2 2с(г Вычисления: 8.85 10 Ф/м 2,2 (200 В) 97 Д ~ 3 -з 2(2 10 м) Здесь мы учли, что для парафинированной бумаги е = 2,2. Ответ: и = 97 мДж(м . 3 765. Во сколько раз изменится энергия поля заряженного конденсатора, если пространство между пластинами конденсатора заполнить маслом? Рассмотреть случаи: а) конденсатор отключен от источника напряжения; б) конденсатор остается присоединенным к источнику постоянного напряжения. Ответ объяснить, пользуясь законом сохранения энергии. Решение. В первом случае заряд (ь) конденсатора не изменяется.
Емкость конденсатора задается формулой С= с( где Й вЂ” расстояние между пластинами, Я вЂ” площадь каждой из пластин. Причем с (диэлектрическая проницаемость среды) из- меняется при заполнении маслом от 1 до 2,5. Поэтому емкость С увеличивается в 2,5 раза. Энергия поля конденсатора 2 И' =— 2С (2) И' =— С~l 2 причем напряжение У остается постоянным, а емкость С изменяется при изменении диэлектрической проницаемости в соответствии с формулой (1).
Из формул (1) и (2) видно, что энергия поля увеличится в 2,5 раза. Необходимая для такого увеличения дополнительная энергия поступит за счет источника постоянного напряжения. Ответ: увеличится в 2,5 раза; увеличится в 2,5 раза. 766 Расстояние между пластинами заряженного плоского конденсатора уменьшили а 2 раза. Во сколько раз изменилась энергия и плотность эиергии поля? Рассмотреть даа случая: а] конденсатор отключили от источника напряжения; б) коидеисатор остался присоединенным к источнику постоянного напряжения. Решение.
Электрическая емкость плоского конденсатора С= 57 Величина И' таким образом уменьшится в 2,5 раза. Первоначальная энергия поля идет на поляризацию диэлектрика. В случае, когда конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения, можно воспользоваться формулой где г) — расстояние между пластинами, Я вЂ” площадь пластины. В первом случае заряд конденсатора остается неизменным, поэтому энергия поля равна: 2 2 Иг= — = ч гг. 2С 2сосЯ При изменении расстояния с) между пластинами остальные величины в формуле остаются неизменными, поэтому энергия поля уменьшится в 2 раза. Объем, занимаемый полем, равен Яй. Ои также увеличится в 2 раза, поэтому плотность энергии поля ю = Иг((Яс)) останется неизменной.
Во втором случае напряжение на конденсаторе останется неизменным, поэтому энергия поля г Спг сос8~У 1 2 2 4 увеличится в 2 раза, а плотность энергии поля увели- чится в 4 раза. Ответ: а) уменьшится в 2 раза; останется неизменной; б) увеличится в 2 раза; увеличится в 4 раза. 767, При увеличении напряжения, поданного на конденсатор емкостью 20 мкФ, в 2 раза энергия поля возросла на 0,3 Дж. Найти начальные значения напряжения и энергии поля.
Решение. Начальная энергия поля И' = —, СС 2 где У вЂ” начальное напряжение иа конденсаторе. Увеличивая напряжение в 2 раза, получаем: 2 Иг+ дИг С(2С) = 4Иг 2 58 откуда следует, что Вычисления; И' = — ° 0,3 Дж = 0,1 Дж; 1 У 2 ОЗДж 100 В 3 . 20 10 Ф Ответ: У = 100 В; И~ = 0,1 Дж. глдвд ч~н Законы постоянного тока Зб. Закон Ома для участка цепи с последовательным и параллельным соединением проводников 769.
во сколько раз изменится сопротивление проводника (без изоляции), если его свернуть пополам и скрутить? Решение. Фактически условие задачи сводится к увеличению вдвое площади поперечного сечения проводника при одновременном сокращении его длины в 2 раза. Следовательно, сопротивление проводника до скручивания В=рЯ а после скручивания Вг = р 2 28 Сопоставляя зти формулы, получаем: Вг/В = 1/4. Ответ: уменьшится в 4 раза.
770 моток проволоки, изготовленный из материалов, указанных в таблице, имеет сопротивление В и массу и. Найти длину 1 проволоки и площадь поперечного сечения 8. 60 771 Можно ли включить в сеть напряжением 220 В реостат, на котором написано: а) 30 Ом, б А; б) 2000 Ом, 0,2 Ат Решение. При заданном напряжении У и сопротивле- нии 1с сила тока в реостате равна: В первом случае сила тока в реостате 1 220В 73А 30 Ом превысит предельно допустимое значение 5 А, указанное на нем.
Во втором случае 2000 Ом что не превышает предельно допустимого значения 0,2 А. Ответ: а) нельзя; б) можно. 772. Какова напряженность поля в алюминиевом проводнике сечением 1,4 мм при силе тока 1 А7 в Решение. Сопротивление проводника ):) Р о) Я' где р — удельное электрическое сопротивление, 1— длина проводника, Я вЂ” площадь его поперечного сечения. Напряжение (разность потенциалов) на длине 1 определяется законом Ома: где 1 — сила тока. Следовательно, напряженность электрического поля в проводникеЕ = У!1 = 1р/Я.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
