Сборник задач по общему курсу физики - Волькенштейн В.С.
Скачать (прямая ссылка):
125
9.77. Найти, емкость С земного шара. Считать радиус земного шара i?—6400 км. На сколько изменится потенциал Ф земного шара, есЛи ему сообщить заряд q=\ Кл?
9.78. Шарик радиусом R=2 см заряжается отрицательно до потенциала ф=2 кВ. Найти массу т всех электронов, составляющих заряд, сообщенный шарику.
9.79. Восемь заряженных водяных капель радиусом r=1 мм и зарядом <?=0,1 нКл каждая сливаются в одну общую водяную каплю. Найти потенциал -ф большой капли.
9.80. Два шарика одинаковых радиуса R=1 см и массы т=40 мг подвешены на нитях одинаковой длины так, что их поверхности соприкасаются. Когда шарики зарядили, нити разошлись на некоторый угол и сила натяжения нитей стала равной Г=490 мкН. Найти потенциал ф заряженных шариков, если известно, что расстояние от центра каждого шарика до точки подвеса /=10 см.
9.81. Шарик, заряженный до потенциала ф=792 В, имеет поверхностную плотность заряда о=333 нКл/м2. Найти радиус г шарика.
9.82. Найти соотношение между радиусом шара R и максимальным потенциалом ф, до которого он может быть заряжен в воздухе, если при нормальном давлении разряд в воздухе наступает при напряженности электрического поля Ео=3 МВ/м. Каким будет максимальный потенциал ф шара диаметром D = 1 м?
9.83. Два шарика одинаковых радиуса R = 1 см и массы т=0,15 кг заряжены до одинакового потенциала ф=3 кВ и находятся на некотором расстоянии г± друг от друга. При этом их энергия гравитационного взаимодействия WT9= = 10-11 Дж. Шарики сближаются до расстояния г2. Работа, необходимая для сближения шариков, А— 2-10"6Дж. Найти энергию W31l электростатического взаимодействия шариков после их сближения.
9.84. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора 5 = 1 м2, расстояние между ними й=1,5мм. Найти емкость С этого конденсатора.
9.85. Конденсатор предыдущей задачи заряжен до разности потенциалов U=300 В. Найти поверхностную плотность заряда а на его пластинах.
9.86. Требуется изготовить конденсатор емкостью С=
=250 пФ. Для этого на парафинированную ^бумагу толщиной *d=0,?@5 мм наклеивают с обеих сторон кружки станиоля. Каким должен быть диаметр D кружков станиоля? '
126
9.87. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S=0,01 мв, расстояние между ними d=5 мм. К пластинам приложена разность потенциалов f/i=300 В. После отключения конденсатора от источника напряжение пространство между пластинами заполняется эбонитом. Какова будет разность потенциалов U 2 между пластинами после заполнения? Найти емкоети конденсатора Ci и С2 и поверхностные плотности заряда a* и аа на пластинах до и после заполнения.
9.88. Решить предыдущую задачу для случая, когда заполнение пространства между пластинами изолятором производится при включенном источнике напрялдения.
>9.89. Площадь пластин плоского конденсатора 5 = =0,01 м2, расстояние между ними d=l см. К пластинам приложена разность потенциалов {/=300 В. В пространстве между пластинами находятся плоскопараллельная пластинка стекла толщиной di=0,5 см и плоскопараллельная пластинка парафина толщиной d2=0,5 см. Найти напряженности Ei и электрического поля и падения потенциала Ui и Uг в каждом слое. Каковы будут при этом емкость С конденсатора и поверхностная плотность заряда сг на пластинах?
9.90. Между пластинами плоского конденсатора, находящимися на расстоянии d=l см друг от друга, приложена разность потенциалов {/=100 В. К одной из пластин прилегает плоскопараллельная пластинка кристаллического бромистого таллия (е= 173) толщиной d0=9,5 мм. После отключения конденсатора от источника напряжения пластинку кристалла вынимают. Какова будет после этого разность потенциалов U между пластинами конденсатора?
9.91. Коаксиальный электрический кабель состоит из центральной жилы и концентрической цилиндрической оболочки, между которыми находится диэлектрик (е=3,2). Найти емкость С: единицы длины такого кабеля, если радиус жилы г=1,3см, радиус оболочки R = 3,0 см.
9.92. Радиус центральной жилы коаксиального кабеля г== 1,5 см, радиус оболочки R =3,5 см. Между центральной жилой и оболочкой приложена разность потенциалов {/= =2,3 кВ. Найти напряженность Е электрического поля на расстоянии х=2 см от оси кабеля.
9.93. Вакуумный цилиндрический конденсатор имеет радиус внутреннего цилиндра г=1,5 см и радиус внешнего цилиндра =3,5 см. Между цилиндрами приложена разность потенциалов {/=2,3 кВ. Какую скорость о получит электрон под действием поля этого конденсатора, двигаясь
127
с расстояния 1г=2,5 см до расстояния /а=2 см от оси цилиндра?
9.94. Цилиндрический конденсатор состоит из внутреннего цилиндра радиусом г=3 мм, двух слоев диэлектрика и внешнего цилиндра радиусом R = l см. Первый слой диэлектрика толщиной й^=3 мм примыкает к внутреннему цилиндру. Найти отношение падений потенциала UJU2 в этих слоях.
9.95. При изучении фотоэлектрических явлений используется сферический конденсатор, состоящий из металлического шарика диаметром d= 1,5 см (катода) и внутренней поверхности посеребренной изнутри сферической колбы диаметром D = 11 см (анода). Воздух из колбы откачивается. Найти емкость С такого конденсатора.
