Сборник задач по физике с решениями и ответами. Часть III. Электричество и оптика: Для учащихся 9-11 классов, абитуриентов и студентов младших курсов - Долгова А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
1.3. Два разноименных точечных заряда величиной
о
<7 = 4,0 10 Кл каждый помещены в вакууме на расстоянии а = = 1,0 см друг от друга. Определите напряженность электрического поля в точке, удаленной на b = 2 см от каждого из зарядов.
1.4. Напряженность электрического поля у поверхности Земли в среднем равна E= 120 В/м и направлена по вертикали. Найдите
10 электрический заряд Земли, учитывая, что ее радиус R3 = 6,4 IO3 км.
1.5. Три одноименных заряда , ^2 и Чъ связаны друг с другом двумя нитями. Длина каждой из нитей / (рисунок). Найдите силу натяжения нити, связывающей q^ и g2.
/ I
ООО
Чх Ч2 <7з
1.6. В центре квадрата, в вершинах которого находятся точечные заряды q = 1,6 • IO-12 Кл, помещен отрицательный точечный заряд. Какова величина этого заряда, если вся система зарядов находится в равновесии?
1.7. Три точечных заряда q\ = 1 мкКл, ^2 =4мкКл и <73 =1мкКл находятся на трех взаимно перпендикулярных прямых, пересекающихся в точке А. Расстояния от точки А равны
= 1 см, /2=2 см, r3 = 3 см соответственно. Найдите величину напряженности электрического поля в точке А.
1.8. Три одинаковых точечных заряда q = 8,5-10 Кл расположены в вершинах воображаемого равностороннего треугольника. Где и какой точечный заряд Q нужно поместить, чтобы вся система находилась в равновесии?
1.9*. Две стороны равностороннего треугольника образованы одинаковыми равномерно заряженными палочками. При этом в центре треугольника потенциал равен фд =10 В, а напряженность электрического поля Eq =10 В/м. Найдите потенциал, а также модуль и направление вектора напряженности электрического поля в той же точке, если убрать одну из палочек.
1.10*. Три точечных одноименных заряда помещены в вершинах куба, длина ребра которого равна а. Определите напряжен-
11 ность электрического поля в точке А. Рассмотреть случаи (а, б, в, г) относительного расположения зарядов, приведенные на рисунках.
в) г)
1.11*. Предположим, что сила, действующая между двумя точечными зарядами, зависит от расстояния между ними, как Mra. Как будет вести себя точечный заряд, помещенный внутрь (не обязательно в центр) равномерно заряженной по поверхности сферы. В начальный момент времени точечный заряд покоится. Рассмотреть случаи, когда a) a = V5 , б) а = V7, в) а = ,г) а = 7з . 1.12*. Незаряженный металлический цилиндр вращается вокруг
своей оси с постоянной угловой скоростью at = !-10 рад/с. Найдите напряженность электрического поля в цилиндре на расстоянии
12 г = 1 см от его оси. Заряд электрона равен е = 1,6 • 10 19 Кл, масса т = 0,9 IO-30кг.
1.13*. Два тонких поршня площадью S = 20см каждый, помещенные в горизонтальный цилиндр из диэлектрика, образуют плоский конденсатор, заполненный воздухом при атмосферном давлении Pq =IO5 Па. Во сколько раз изменится расстояние между поршнями, если их равномерно зарядить разноименными зарядами величиной 0 = 3-10~6 Кл? Температура в системе постоянна. Поперечные размеры поршней велики по сравнению с расстоянием между ними.
/ /
— / — / —
-P0 - / / / / -Po'-
— — / /
/ — /
—12 —11 1.14. Частица массой т = 10 кг и зарядом q = ~2 • 10 Кл
влетает в однородное электрическое поле напряженностью E = = 40 В/м под углом ф = 120° к его силовым линиям со скоростью V0 =220 м/с. Через какой промежуток времени частица сместится вдоль силовой линии на расстояние Ah = 3 м?
1.15*. Шар массой т = 1 кг и зарядом q = 2 • IO-4 Кл подвешен на изолирующей нити в однородном электрическом поле
? = 3-104 В/м, причем вектор Ё перпендикулярен силе тяжести и направлен влево. Шарик отвели вправо так, что нить отклонилась на угол а = 30° от вертикали. Найдите силу натяжения нити при прохождении ею вертикального положения, g = 10 м/с2 .
13 1.16. Два одинаковых заряженных шарика, масса и заряд которых равны
п
соответственно: w=IOr, <7 = 5-10 Кл соединены двумя изолирующими нитями одна длиной /=10 см, другая длиной 21 = 20 см. Систему удерживают за середину длинной нити в точке О, а за-1 тем точку подвеса О поднимают с уско-
"У
рением a = g = 9,8 м/с вертикально вверх. Определите натяжение короткой нити, соединяющей шари-
ки во время их подъема. ипттпш!
1.17. Шарик массой W = 2,0 г, имеющий заряд <7 = 2,5 10~9Кл, подвешен на
нити и движется по окружности радиуса R = 3 см так, что нить вращается с угловой скоростью ю = 2 рад/с. В центр окружности поместили шарик с таким же зарядом. Какой должна стать угловая скорость вращения нити, чтобы радиус окружности, по которой движется шарик не изменился?
1.18. Два маленьких заряженных шарика одинаковой массы т = 0,1 кг подвешены в точке О на двух нерастяжимых нитях той же длины, что и свя-? зывающая их нить AB. После пережигания ранее натянутой нити AB шарики поднимаются на максимальную высоту, соответствующую горизонтальному положению нитей АО и ВО. Определите натяжение нитей в этом положении. Массами нитей (из изолирующего материала) пренебречь.
1.19. Частица, заряд которой q, а масса т, пролетает область однородного электрического поля протяженностью d за время (. Ско-
