Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
ны и ее толщина в 2 раза меньше соответствующих размеров конденсатора.
10.13. Соединение конденсаторов
10.13.1. Какой емкости C1 конденсатор следует подключить последовательно к конденсатору емкостью C2 = 600 пФ, чтобы емкость батареи была C = 120 пФ?
10.13.2. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора соединены последовательно и подключены к источнику постоянного напряжения. Внутрь одного из них вносят диэлектрик с проницаемостью E, который заполняет все пространство между обкладками. Во сколько раз изменится напряженность электрического поля в этом конденсаторе?
240
10.13.3. Найдите емкость батареи из трех одинаковых воздушных плоских конденсаторов, соединенных параллельно, если площадь каждой пластины равна S = 314 см2, а расстояние между ними d = 1 мм. Как изменится емкость этой батареи, если между пластинами одного конденсатора поместить слюду (є1 = 7), а другого — парафин (є2 = 2)?
10.13.4. Воздушный конденсатор, заряженный до напряжения U0 = 800 В, соединяют параллельно с одинаковым по размерам незаряженным конденсатором, заполненным диэлектриком. При этом напряжение на обкладках конденсатора стало U1 = 100 В. Определите диэлектрическую проницаемость диэлектрика.
10.13.5. Конденсатор емкостью C1 = 4 мкФ, заряженный до напряжения U1 = 10 В, и конденсатор емкостью C2 = 6 мкФ, заряженный до напряжения U2 = 20 В, соединили параллельно разноименными полюсами. Какой заряд окажется на пластинах первого конденсатора после соединения?
• 10.13.6. Обкладки конденсатора с неизвестной емкостью C1, заряженного до разности потенциалов Аф1 = 80 В, соединяют с обкладками конденсатора емкостью C2 = 60 мкФ, заряженного до разности потенциалов Аф2 = 16 В. Определите емкость C1, если разность потенциалов на конденсаторах после их соединения равна Аф = 20 В, а конденсаторы соединяются обкладками, имеющими: а) одноименные заряды; б) разноименные заряды.
• 10.13.7. До замыкания ключа K к
два конденсатора емкостями C1 = , R , /
= 1 мкФ и C2 = 2 мкФ были заряжены до напряжений U1 = 400 В и U2 =
= 100 B соответственно (рис. 10.13.1).
Какая энергия Q выделится на ре- C1Z
зисторе R после замыкания ключа?
10.13.8. Конденсатор емкостью
C1 = 3 мкФ, заряженный до разности потенциалов Аф1 = 300 В, и другой конденсатор емкостью C2 = 2 мкФ, Рис. 10ЛЗЛ
заряженный до Аф2 = 200 В, соединили одноименными полюсами. Какое количество теплоты Q выделится при этом?
10.13.9. Пять одинаковых конденсаторов соединены параллельно друг с другом в батарею. Во сколько раз емкость этой батареи превышает емкость отдельного конденсатора?
10.13.10. Четыре одинаковых конденсатора емкостью C = = 800 мкФ каждый соединяют различными способами (рис. 10.13.2). Определите емкость системы конденсаторов в каждом случае.
241
а)
г)
Hhdlx T T
ж)
“111! о T T T т
б)
0HIl J_ _L о T T T
д)
о т т т
з)
Рис. 10.13.2
№
в)
T T
е)
HbdtL T T
и)
10.13.11. Найдите емкость батареи конденсаторов между точками A и B, которая показана на рисунке 10.13.3, если C = 2 мкФ.
10.13.12. Найдите емкость батареи конденсаторов, показанной на рисунке 10.13.4, если C1 = 2 мкФ, C2 = C3 = 4 мкФ.
10.13.13. Найдите емкость батареи конденсаторов между точками A и B, которая показана на рисунке 10.13.5, если C = 26 пФ.
3C
C
C C1
^ЫЬЧЬт^ ^-4HhHHHbrs
C
C C1
А°-
B
Bo-
2C
2C
J-1I—J-II—
X
Рис. 10.13.3
Рис. 10.13.4
Рис. 10.13.5
10.13.14. Найдите емкость батареи конденсаторов между точками A и B, которая показана на рисунке 10.13.6, если C = 5 мкФ.
• 10.13.15. Определите емкость бесконечно длинной системы одинаковых конденсаторов емкостью C, соединенных друг с другом, как показано на рисунке 10.13.7.
B
C
Tc
CC
TC
-оА
A
B
ГГ
Рис. 10.13.6
Рис. 10.13.7
242
C
C
C
10.13.16. Как изменятся заряд и разность потенциалов на обкладках конденсатора C3 (рис. 10.13.8) при пробое (коротком замыкании) конденсатора C2? Во сколько раз?
10.13.17. Три источника ЭДС (I1 = 6 кВ, I2 = 3 кВ и I3 = 2 кВ) и три конденсатора (C1 = 3 мкФ, C2 = 2 мкФ и C3 = 1 мкФ) соединяют между собой последовательно в замкнутую цепь, чередуя друг с другом (рис. 10.13.9). Найдите напряжение на каждом конденсаторе.
• 10.13.18. Определите разность потенциалов между точками A и B в схеме, изображенной на рисунке 10.13.10, если емкости конденсаторов C1 = 10 пФ, C2 = 20 пФ, C3 = 30 пФ, C4 = 40 пФ, а ЭДС источника тока 1 = 10 В.
Hh
чн
U
Рис. 10.13.8
=1 ®2 а3
Hh P1IHh1IHh1IHh
Ji C1 C2 C3
Рис. 10.13.9
1
Рис. 10.13.10
C
b
C
a
C3 C4
C
2
10.13.19. Определите разность потенциалов
между точками A и B в схеме, изображенной на Ci C2
рисунке 10.13.11. Значения емкостей конденсаторов Cl, C2 и ЭДС 1i, 12 источников известны.
10.13.20. Четыре конденсатора соединены по схеме, приведенной на рисунке 10.13.12. Полюсы источника постоянного напряжения можно присоединять либо к точкам A и B, либо к точкам M и N.
