on-line
Сейчас на сайте 1 пользователь и 31 гость.

Пользователи на сайте

  • fizportal.ru
Вход в систему
Яндекс.Метрика

Задачник Кванта

Электростатика

161.Ф1888. Плоский «конденсатор», состоящий из двух больших круглых тонких непроводящих пластин площадью S каждая, закрепленных неподвижно на малом расстоянии d друг от друга, заряжен зарядами Q и −Q, размазанными равномерно по поверхностям. В центрах пластин проделаны небольшие отверстия. Вдоль прямой, проходящей через эти отверстия, издали в направлении к конденсатору движется очень маленький шарик массой m, заряженный зарядом q, одноименным с зарядом ближней пластины. Какую минимальную скорость должен иметь шарик на большом расстоянии от пластин, чтобы проскочить через конденсатор? Какую скорость будет иметь шарик на выходе из конденсатора, если его скорость вдали вдвое больше указанной минимальной скорости?

162.Ф1903. Тонкий непроводящий стержень длиной L заряжен равномерно по всей длине. Его издали подносят к закрепленному точечному заряду так, что расстояние от заряда до ближнего конца стержня составляет L. При этом совершается работа А. Какую работу нужно дополнительно совершить, передвигая стержень поближе, чтобы расстояние от ближнего конца стержня до заряда уменьшилось в 3 раза? Стержень после каждого перемещения ориентирован вдоль прямой, проходящей через точку закрепления заряда.

163.Ф1905. Двадцать одинаковых конденсаторов емкостью С каждый соединили последовательно и подключили к источнику напряжением U. Порождав немного, пока конденсаторы зарядятся, источник отключили, один из конденсаторов переключили «наоборот» − поменяли местами его выводы − и вместо источника к батарее конденсаторов подключили резистор сопротивлением R. Какой заряд протечет по резистору и сколько тепла в нем выделится?

164.Ф1918. Две концентрические проводящие сферы не заряжены, а в пространстве между ними, на расстоянии L от центра, закреплен точечный заряд Q. Найдите разность потенциалов между сферами. Какой заряд протечет по тонкому проводнику, если соединить этим проводником сферы?

165.Ф1940. На расстоянии 1 м друг от друга закреплены точечные заряды 1 мкКл и −2 мкКл (заряд противоположного знака). В пространстве возникает электростатическое поле. Найдите максимальную разность потенциалов между точками, в которых напряженность этого поля не превышает по величине значения 1 В/м.

166.Ф1948. Три тонкие пластины в виде кругов диаметром D расположены параллельно друг другу, расстояние между соседними пластинами d (d << D). Средняя пластина равномерно заряжена по поверхности зарядом 2Q, крайние − тоже равномерно, но зарядами противоположного знака по −Q каждая. Найдите потенциалы центров пластин. Других тел рядом нет.

167.Ф1956. Три большие параллельные пластины площадью S = 2 м2 каждая расположены в вакууме на одинаковых малых расстояниях d = 1 мм друг от друга. Заряд средней пластины Q = 1 мкКл, заряды двух других Q и −2Q. Между крайними пластинами включают резистор сопротивлением R1 = 30 кОм, одновременно с ним еще один резистор сопротивлением R2 = 20 кОм включают между средней пластиной и пластиной с зарядом −2Q. Какое количество теплоты выделится при этом в первом резисторе?

168.Ф1964. Три большие проводящие пластины площадью S = 2 м2 каждая расположены параллельно друг другу, расстояние между соседними пластинами d = 1 см. На одну из крайних пластин помещен заряд Q = 1 мкКл, на вторую, среднюю, пластину − заряд 2Q, на третью пластину − заряд −3Q. Между первой и второй пластинами включают резистор сопротивлением r = 100 Ом. Одновременно с этим резистор сопротивлением R = 100 кОм включают между первой и третьей пластинами. Найдите количество теплоты, которое выделится в каждом из резисторов.

169.Ф1970. Две очень длинные цилиндрические трубы имеют одну и ту же длину, а их радиусы равны R и R − r, причем r << R . Труба меньшего радиуса вставлена в большую так, что их оси и торцы совпадают. Трубы заряжены равномерно по площади электрическими зарядами: внутренняя с поверхностной плотностью заряда , а внешняя − с поверхностной плотностью −σ. На оси этой системы вблизи от одного из торцов измеряют напряженность электростатического поля Е. Найдите, как зависит Е от расстояния х до этого торца.

170.Ф1978. Медная тонкостенная сфера радиусом R заряжена, полный заряд сферы Q. На расстоянии R/3 от центра сферы находится точечный заряд q, а на расстоянии 3R от центра сферы помещен точечный заряд 2q. Найдите потенциалы центра сферы и самой сферы. Какой заряд протечет по тонкому проводу, если этим проводом сферу заземлить?

171.Ф1979. В изображенной на рисунке цепи конденсаторы одинаковы, емкость каждого С = 100 мкФ, резистор имеет сопротивление R = 100 кОм, батарейка с ЭДС E = 10 B обладает внутренним сопротивлением r = 1 Ом. Цепь замыкают. Какой ток течет по резистору через время τ = 0,1 c после включения, и какой ток в этот же момент течет через батарейку? Какое количество теплоты выделится в резисторе за большое время?


172.Ф2001. Очень тонкий непроводящий стержень длиной L равномерно заряжен по длине полным зарядом Q. Маленькое проводящее кольцо радиусом R сделано из очень тонкой проволоки, его центр совпадает с одним из концов стержня, а плоскость кольца перпендикулярна стержню. Заряд кольца q. С какой силой стержень действует на кольцо?

173.Ф2008. Закрепленная неподвижно непроводящая тонкостенная сфера массой М равномерно заряжена по поверхности полным зарядом Q. Из нее вырезают маленький кусочек, масса которого равна 1/10000 массы сферы, сминают его в крошечный комочек, помещают в центр сферы (заряд кусочка при этом сохраняется) и отпускают. Какая скорость у него будет на большом расстоянии от сферы? А какую скорость он приобретет к моменту вылета из сферы? Силы тяжести отсутствуют.

174.Ф2016. Во всех точках кривой А, изображенной на рисунке, потенциал электрического поля, созданного неподвижными точечными зарядами q1 = 4 нКл и q2 = 1 нКл, равен φ = 900 В. Определите расстояние l между зарядами. Постоянная в законе Кулона k = 9 × 109 Н × м2/Кл2.


175.Ф2031. Конденсаторы с емкостями 1 мкФ и 2 мкФ соединили последовательно и подключили к источнику напряжения 300 В. После этого источник отключили, а вместо него включили резистор сопротивлением 30 кОм. Одновременно резистор сопротивлением 10 кОм подключили параллельно выводам конденсатора большей емкости. Найдите заряды, протекшие через каждый из резисторов за большое время. Какое количество теплоты выделилось в меньшем из резисторов? Сопротивление проводов мало.

176.Ф2061. Тонкостенную непроводящую сферу радиусом R зарядили равномерно по поверхности полным зарядом Q, а затем разрезали пополам − по «экватору». Одну половину сферы убрали, а вторую оставили − для изучения. Найдите потенциал электрического поля, создаваемого зарядами полусферы в точке «экваториальной» плоскости, находящейся на расстоянии R/2 от центра сферы.

177.Ф2069. В схеме на рисунке «горизонтальная» батарейка имеет напряжение 1 В, три из четырех конденсаторов имеют одинаковые емкости, а последний − вдвое большую. Каким может быть напряжение второй, «вертикальной» батарейки, чтобы хотя бы один конденсатор в этой схеме остался незаряженным? До подключения батареек все конденсаторы заряжены не были.


178.Ф2084. Одна из квадратных пластин плоского конденсатора закреплена, а вторая может свободно смещаться параллельно, оставаясь на расстоянии d от первой. Масса подвижной пластины М, площадь каждой из пластин S. Конденсатор зарядили до напряжения Uo. Сдвинем теперь подвижную пластину относительно положения равновесия. Найдите период малых колебаний этой пластины. Зависит ли он от того, как мы сдвинули пластину? Сила тяжести отсутствует.

179.Ф2106. Конденсатор емкостью C = 100 мкФ подключен к батарейке напряжением U = 6 B последовательно с резистором сопротивлением r = 100 кОм. Вольтметр, имеющий сопротивление R = 200 кОм, периодически подключают параллельно конденсатору и отключают от него. Время подключения составляет каждый раз τ = 0,05 с, а время, в течение которого вольтметр отключен, составляет каждый раз . Что показывает вольтметр?

180.Ф2127. Потенциалы точек А, Б и В поддерживаются постоянными: φА = 100 В, φБ = 200 В, φВ = 500 В. Два одинаковых конденсатора емкостью 10 мкФ каждый и резистор сопротивлением 1 МОм соединяем «звездой» и подключаем одновременно свободными выводами к точкам А, Б и В (резистор − к точке В; рис.). Какое количество теплоты выделится в резисторе за большое время?