Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
10.12.11. Определите объемную плотность энергии электрического поля внутри плоского воздушного конденсатора, полностью погруженного в непроводящую жидкость с относительной диэлектрической проницаемостью є = 2. Напряженность электрического поля между пластинами E = 5 • 106 В/м.
10.12.12. Определите энергию заряженного плоского конденсатора с диэлектриком из слюды по следующим данным: объем диэлектрика V = 100 см3, напряженность поля в диэлектрике E = 106 В/м.
10.12.13. Плотность энергии заряженного конденсатора w = = 200 Дж/м3. С какой силой взаимодействуют обкладки конденсатора, если площадь каждой обкладки S = 200 см2?
10.12.14. Расстояние между пластинами воздушного конденсатора d = 10 см, площадь каждой пластины S = 100 см2. Если между пластинами поместить точечный заряд q = 2 нКл, то на него будет действовать кулоновская сила F = 0,1 мН. Определите напряженность поля конденсатора, напряжение на пластинах, силу взаимодействия пластин, энергию электрического поля и объемную плотность энергии.
10.12.15. Два электропроводящих поршня площадью S каждый образуют в непроводящей трубе плоский конденсатор, заполненный воздухом при атмосферном давлении p0 (рис. 10.12.1). Во сколько раз изменится расстояние между поршнями, если их зарядить разноименными зарядами ±q? Температура воздуха постоянна, трения в системе нет. Начальное расстояние между поршнями много меньше размеров поршней.
10.12.16. Пространство между пластинами плоского конденсатора сплошь заполнено диэлектриком, состоящим из двух половинок равных размеров, но с разными диэлектрическими проницаемостями є1 = 2 и є2 = 3 (рис. 10.12.2). Граница раздела перпендикулярна
пластинам. Площадь пластин конденсатора S = 100 см2, а расстояние между ними d = 2 мм. Найдите емкость конденсатора.
238
10.12.17. Плоский воздушный конденсатор с расстоянием между пластинами d = 5 см до половины погрузили в керосин (рис. 10.12.3). На какое расстояние Дd следует раздвинуть пластины, чтобы емкость конденсатора не изменилась?
Po
H
Po
d
Рис. 10.12.1 Рис. 10.12.2 Рис. 10.12.3
• 10.12.18. Между обкладками плоского воздушного конденсатора параллельно им помещают диэлектрическую пластинку толщиной a и диэлектрической проницаемостью є. Размеры пластинки совпадают с размерами обкладок, площадь каждой из которых равна S, а расстояние между ними d. Определите емкость получившегося конденсатора.
10.12.19. В плоский воздушный конденсатор с площадью пластин S и расстоянием между ними d внесена параллельно пластинам проводящая пластинка, размеры которой равны размерам
пластины конденсатора, а толщина di = 3 . Найдите емкость конденсатора с проводящей пластинкой.
10.12.20. Между обкладками плоского воздушного конденсатора параллельно им помещена диэлектрическая пластинка толщиной a с проницаемостью є. Размеры пластинки совпадают с размерами обкладок, площадь которых равна S, а расстояние между ними d. Докажите, что емкость такого конденсатора не зависит от положения обкладок.
10.12.21. Зазор между обкладками плоского конденсатора заполнен двумя плоскими слоями диэлектриков проницаемостями Єї, є2 и толщинами di, d2 соответственно (рис. 10.12.4). Найдите емкость этого конденсатора, если площадь каждой обкладки S = 100 см2.
10.12.22. Пространство между об-
кладками плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектриков: стеклом толщиной di = 1 см и парафином толщиной d2 = 2 см. Разность по- Рис. 10.12.4
239
тенциалов между обкладками Дф = 3000 В. Определите напряженность электрического поля и падение потенциала в каждом из слоев. Диэлектрическая проницаемость стекла E1 = 7, парафина E2 = 2.
10.12.23. Пространство между обкладками плоского конденсатора полностью заполнено двумя диэлектрическими слоями проницаемостями Ei и E2. При каком соотношении между толщинами слоев диэлектриков падение потенциала в каждом слое будет равно половине разности потенциалов, приложенной к конденсатору?
10.12.24. Плоский воздушный конденсатор заряжен до разности потенциалов Дф0 = 60 В и отключен от источника электрических зарядов. После этого внутрь конденсатора параллельно обкладкам вводится плоскопараллельная пластинка из диэлектрика с проницаемостью E = 2. Толщина пластинки в 2 раза меньше зазора между обкладками конденсатора. Чему равна разность потенциалов между обкладками конденсатора после введения диэлектрика?
10.12.25. Зазор между обкладками плоского конденсатора заполнен изотропным диэлектриком, проницаемость которого изменяется в направлении, перпендикулярном обкладкам, по линейному закону от E1 до E2, причем E2 > E1. Площадь каждой обкладки S, расстояние между ними d. Найдите емкость конденсатора.
10.12.26. В плоский воздушный конденсатор с обкладками площадью S каждая и расстоянием между ними d внесена d ^ плоская параллельная им пластина из ди-
* 2 электрика проницаемостью E = 3 так, как
показано на рисунке 10.12.5. Во сколько Р 10 12 5 раз изменялась емкость конденсатора пос. . . ле внесения пластины? Площадь пласти-
