Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
10.15.21. Заряженная частица с зарядом q влетает в плоский конденсатор длиной I под углом а к плоскости пластин, а вылетает под углом р. Определите первоначальную кинетическую энергию частицы, если напряженность поля внутри конденсатора равна E. Силу тяжести не учитывать.
10.15.22. Электрон, пройдя ускоряющую разность потенциалов Дф, влетает в плоский воздушный конденсатор параллельно пластинам длиной I и вылетает из него. В тот момент, когда электрон влетает в конденсатор, в последнем возникает электрическое поле, напряженность которого изменяется со временем по закону E = at, где а — положительная постоянная. Вектор E перпендикулярен пластинам. Определите скорость электрона, вылетевшего из конденсатора. Заряд электрона |e|, масса электрона me. Силой тяжести пренебречь.
/
/
vO /
/
E
m, q Рис. 10.15.10
251
р?т,И1
1Шж
щШ§ж
жшж
ІМШІІ
Рис. 10.15.11
10.15.23. Электрон, двигаясь со скоростью v, переходит из области электрического поля с потенциалом фі в область поля с потенциалом ф2, причем ф2 > ф1 (рис. 10.15.11). Под каким углом P к границе раздела областей будет двигаться электрон, если он подлетел к ней под углом a? Масса и заряд электрона равны me и |e| соответственно.
10.15.24. Небольшой шарик массой m, подвешенный на легкой непроводящей нити, вращается в вертикальной плоскости. Найдите максимальную разность сил натяжения нити, если шарик движется в однородном электрическом поле напряженностью E, направленном вертикально вниз. Шарику сообщен положительный заряд q.
10.15.25. Небольшой шарик массой m = 10 г, имеющий заряд q = 5 мкКл, подвешен на непроводящей нити. Шарик отклоняют на натянутой нити от положения равновесия до горизонтального положения и отпускают (рис. 10.15.12). Определите силу натяжения нити в тот момент, когда нить составляет угол a0 = 30° с вертикалью, если в пространстве создано постоянное однородное электрическое поле напряженностью E = 2 кВ/м, направленное вертикально вниз.
• 10.15.26. В^однородном электрическом поле напряженностью E на невесомой нерастяжимой нити удерживается шарик массой m и зарядом q > 0 (см. рис. 10.15.12). Найдите силу натяжения нити при движении шарика, если первоначально он был отклонен от вертикали на угол ao. Линии напряженности Рис. 10.15.12 поля направлены вертикально вверх.
m, q
E
10.16. Движение заряженных частиц
10.16.1. Два электрона находятся на бесконечно большом расстоянии друг от друга, причем первый электрон вначале покоится, а второй имеет скорость v0, направленную к первому. Определите наименьшее расстояние, на которое они сблизятся.
10.16.2. На какое минимальное расстояние смогут сблизиться два электрона, если они движутся навстречу друг другу из бесконечности с относительными скоростями v0TH = 106 м/с?
10.16.3. Два электрона движутся вдоль одной прямой. На расстоянии a друг от друга их скорости направлены в одну сторону и равны vi и v2, причем vi > v2. На какое минимальное расстояние смогут сблизиться электроны?
252
10.16.4. Электрон находится на расстоянии R = 5 ¦ 10 11 м от неподвижного протона. Какой должна быть скорость электрона, чтобы он мог улететь в бесконечность?
10.16.5. Частица массой m = 1 г с зарядом q = 10-6 Кл движется в электрическом поле одноименного закрепленного заряда Q = 2 ¦ 10-6 Кл так, что на расстоянии Ii = 5 см ее скорость Uo = 30 м/с составляет острый угол с линией, соединяющей заряды. Определите скорость частицы, когда она будет на расстоянии I2 = 4 см от заряда Q. Сопротивление воздуха и гравитационное взаимодействие не учитывать.
10.16.6. Скорости двух электронов v v
равны и, лежат в одной плоскости и при т,-еSL т,-е
расстоянии между электронами d образу- ------PLib^
ют углы а с прямой, соединяющей элект- |---------------|
роны (рис. 10.16.1). На какое минималь- d
ное расстояние смогут сблизиться элект- рис 10 16 1
роны?
10.16.7. На горизонтальной поверхности закреплен заряд q1. Тело массой m, имеющее заряд q2 (причем qi, q2 > 0), может перемещаться по поверхности. На каком расстоянии от заряда qi тело остановится, если в начальный момент оно покоилось и находилось на расстоянии Io от заряда q1? Коэффициент трения тела о плоскость равен р.
• 10.16.8. На горизонтальной плоскости на расстоянии d друг от друга удерживают два одинаковых тела массой m каждое, имеющие равные заряды q. Какое расстояние пройдет каждое из тел, если их освободить? Какую максимальную скорость Umax приобретут тела в процессе движения? Коэффициент трения тел о плоскость равен р.
10.16.9. На гладкой горизонтальной поверхности закреплен шарик с за- m’ qI
рядом q1 = 3 ¦ 10-6 Кл, к которому при- тнмгЪ
креплена непроводящая пружина. На
другом конце пружины находится ша- Рис. 10.1.6.2
рик массой m = 10 г с зарядом q2 = 2 ¦ 10-6 Кл (рис. 10.16.2). Он колеблется так, что минимальное расстояние между шариками равно
І1 = 20 см. Какова максимальная скорость движения этого шарика, если длина пружины в недеформированном состоянии Io = 25 см, а в момент, когда скорость шарика максимальна, ее длина I2 = 30 см?
