Сборник задач по общему курсу физики - Волькенштейн В.С.
Скачать (прямая ссылка):
9.96. Каким будет потенциал ср шара радиусом г=3 см, если: а) сообщить ему заряд <7=1 нКл, б) окружить его концентрическим шаром радиусом i?=4 см, соединенным с землей?
9.97. Найти емкость С сферического конденсатора, состоящего из двух концентрических сфер с радиусами г= = 10 см и # = 10,5 см. Пространство между сферами заполнено маслом. Какой радиус R0 должен иметь шар, помещенный в масло, чтобы иметь такую же емкость?
9.98. Радиус внутреннего шара воздушного сферического конденсатора r= 1 см, радиус внешнего шара R = =4 см. Между шарами приложена разность потенциалов U=3 кВ. Найти напряженность Е электрического поля на расстоянии х=3 см от центра шаров.
9.99. Радиус внутреннего шара - вакуумного сферического конденсатора r= 1 см, радиус внешнего шара /? = =4 см. Между шарами приложена разность потенциалов
U=3 кВ. Какую скорость у получит электрон, приблизившись к центру шаров с расстояния Xi=3 см до расстояния хг=2 см?
9.100. Найти емкость С системы конденсаторов, изображенной на рис. 17. Емкость каждого конденсатора С*=0,5 мкФ.
Рис. 17. 9.101. При помощи электро-
метра сравнивали между собой емкости двух конденсаторов. Для этого заряжали их до разностей потенциалов t/j=300 В и и2=100В и соединяли оба конденсатора параллельно. Измеренная при этом электрометром разность потенциалов между обкладками
128
конденсатора оказалась равной {/=250 В. Найти отношение емкостей СУС2.
9.102. Разность потенциалов между точками А и В (рис. 18) {/=6 В. Емкость первого конденсатора Сх=2 мкФ и емкость второго конденсатора С2=4 мкФ. Найти заряды. <7i и и разности потенциалов {/х и
{/2 на обкладках каждого конденса- > сг
тора. Ао----1|---1|---о?
9.103. В каких пределах может ме- 11
няться емкость С системы, состоящей Рис. 18.
из двух конденсаторов, если емкость
одного из конденсаторов постоянна и равна Сх=3,33 нФ, а емкость С2 другого изменяется от 22,2 до 555,5 п.Ф?
9.104. В каких пределах может изменяться емкость С системы, состоящей из двух конденсаторов переменной емкости, если емкость С* каждого из них изменяется от 10 до 450 пФ?
9.105. Конденсатор емкостью С=20 мкФ заряжен до разности потенциалов {/=100 В. Найти энергию W этого конденсатора.
9.106. Шар радиусом У?=1 м заряжен до потенциала Ф=30кВ. Найти энергию W заряженного шара.
9.'107. Шар, погруженный в керосин, имеет потенциал Ф=4,5 кВ и поверхностную плотность заряда <т= = 11,3 мкКл/м2. Найти радиус R, заряд q, емкость С и энергию W шара.
9.108. Шар 1 радиусом 7?х=10см, заряженный до потенциала Ф1=3 кВ, после отключения от источника напряжения соединяется проволочкой (емкостью которой можно пренебречь) сначала с удаленным. незаряженным шаром 2, а затем после отсоединения от шара 2 с удаленным незаряженным шаром 3. Шары 2 и 3 имеют радиусы /?2=#з = Ю см. Найти: а) первоначальную энергию Wi шара 1; б) энергии и Wa шаров 1 и 2 после соединения и работу А разряда при соединении; в) энергии W[ и W'3 шаров 1 и 3 после соединения и работу А разряда при соединении.
9.109.-Два металлических шарика, первый с зарядом <71=10нКл и радиусом Ri—З см и второй с потенциалом ф2=9 кВ и радиусом R2=2 см, соединены проволочкой, емкостью которой можно пренебречь. Найти: а) потенциал Ф1 первого шарика до разряда; б) заряд q% второго шарика до разряда; в) энергии Wi и W2 каждого шарика до разряда; г) заряд q'x и потенциал ф* первого шарика после разряда; д) заряд q't и потенциал ф2 второго шарика после
5 В. С. Болькенштейн
129
разряда; е) энергию W соединенных проводником шариков; ж) работу А разряда.
9.110. Заряженный шар 1 радиусом #i=2 см приводится в соприкосновение с незаряженным шаром 2, радиус которого /?2=3 см. После того как шары разъединили, энергия шара 2 оказалась равной И^2=0,4 Дж. Какой заряд qi был на шаре 1 до соприкосновения с шаром 2?
9.111. Пластины плоского конденсатора площадью S = =0,01 м2 каждая притягиваются друг к другу с силой F= =30 мН. Пространство между пластинами заполнено слюдой. Найти заряды q, находящиеся на пластинах, напряженность Е поля между пластинами и объемную плотность энергии Wо поля.
9.112. Между пластинами плоского конденсатора вложена тонкая слюдяная пластинка. Какое давление р испытывает эта пластинка при напряженности электрического поля Е — 1 МВ/м?
9.113. Абсолютный электрометр предстайляет собой плоский конденсатор, нижняя пластина которого неподвижна, а верхняя подвешена к коромыслу весов, При незаряженном конденсаторе расстояние между пластинами d=1 см. Какую разность потенциалов U приложили между пластинами, если для сохранения того же расстояния d=1 см на другую чашку весов пришлось положить груз массой т— =5,1 г? Площадь пластин конденсатора 5=50 ом2.
9.114. Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора ?/=280 В. Площадь пластин конденсатора S =0,01 м2; поверхностная плотность заряда на пластинах сг=495 нКл/м2. Найти: а) напряженность Е поля внутри конденсатора; б) расстояние d между пластинами; в) скорость v, которую получит электрон, пройдя в конденсаторе путь от одной пластины до другой; г) энергию W конденсат тора; д) емкость С конденсатора; е) силу притяжения F пластин конденсатора.
