Электростатика

 

251. Найти силу электростатического притяжения между ядром атома водорода и электроном. Радиус атома водорода 0,5·10^-8 см, заряд ядра численно равен и противоположен по знаку заряду электрона. Сравнить эту силу с их силой гравитационного взаимодействия.

252. Два точечных заряда, находясь в воздухе (e = 1) на расстоянии 20 см друг от друга, взаимо-действуют с некоторой силой. На каком расстоянии нужно поместить эти заряды в масле, чтобы сила взаимодействия не изменилась?

253.Найти напряженность электрического поля в точке, лежащей посередине между точечными зарядами q₁ = 8·10^-9 Кл и q₂ = -5·10^-9 Кл, находящимися в воздухе (e = 1) на расстоянии r = 10 см.

254. В центре квадрата, в вершинах которого находится по заряду, равному 7·10^-9 Кл, помещен отрицательный заряд. Найти этот заряд, если результирующая сила, действующая на каждый заряд, равна нулю.

255. Расстояние между двумя точечными зарядами q₁ = 22 нКл и q₂ = -44 нКл равно 5 см. Найти напря-женность и потенциал электрического поля в точке, находящейся на расстоянии 3 см от положительного заряда и 4 см от отрицательного заряда.

256. Медный шар диаметром 1 см помещен в масло. Плотность масла r = 800 кг/м³. Чему равен заряд шара, если в однородном электрическом поле шар оказался взвешенным в масле? Электрическое поле направлено вертикально вверх, а его напряженность Е = 35 кВ/см.

257. Шарик массой 40 мг движется со скоростью v = 10 см/с и несет на себе положительный заряд, равный q₁ = 1 нКл. На какое минимальное расстояние

может приблизиться шарик к положительному точечному заряду, равному q₂ = 1,4 нКл?

258. На какое расстояние могут сблизиться два электрона, если они движутся навстречу друг другу с относительной скоростью v = 10⁸ см/с?

259. Два шарика с зарядами q₁ = 7 нКл и q₂ = 15 нКл находятся на расстоянии r₁ = 40 см. Какую работу нужно совершить, чтобы сблизить их до расстояния r₂ = 25 см?

260. Шарик массой 1 г и зарядом 10^-8 Кл пере-мещается в однородном электростатическом поле с напряженностью E = 2 кВ/м, перемещаясь сначала по полю на расстояние 10 см, а затем – на такое же расстояние перпендикулярно полю. Какова будет скорость шарика в конце траектории, если в начальной точке она была равной 20 см/с?

261. Две воздушных сферы заряжены одинаковыми зарядами q=6 мКл. Потенциал меньшей сферы j=3 В. Радиусы сфер различаются в два раза. Какими будут заряды и потенциалы в системе после соединения сфер тонкой проволочкой?

262. В плоском горизонтально расположенном кон-денсаторе, расстояние между пластинами которого см, находится заряженная капелька массой m = 5·10^-11 г. При отсутствии электрического поля капелька вследствие сопротивления воздуха падает с некоторой постоянной скоростью. Найти заряд капельки, если при разности потенциалов между пластинами конденсатора U = 600 В капелька падает вдвое медленнее.

263.Между двумя вертикальными пластинами на одинаковом расстоянии от них падает пылинка. Вслед-

ствие сопротивления воздуха скорость пылинки постоянна и равна v = 2 см/с. Через какое время после подачи на пластины разности потенциалов U = 3000 В пылинка достигнет одной из пластин? Какое расстояние l по вертикали пролетит пылинка до попадания на пластину? Расстояние между пластинами d = 2 см, масса пылинки m = 2·10^-9 г, ее заряд q = 6,5·10^-17 Кл.

264.Расстояние между пластинами плоского конденсатора равно 4 см. Электрон начинает двигаться от отрицательной пластины в тот момент, когда от положительной пластины начинает двигаться протон. На каком расстоянии от положительной пластины они встретятся?

265.Протон, ускоренный электрическим полем длиной d₁ = 10 см и напряженностью Е₁ = 100 В/м, попадает в поперечно направленное поле напряженностью Е₂ = 20 В/м. Найти: 1)смещение протона от первоначального направления движения за время t = 5 мкс; 2)его кинетическую энергию в этот момент времени.

266.Электрон летит от одной пластины плоского конденсатора до другой. Разность потенциалов между пластинами 3 кВ, расстояние между пластинами 5 мм.

Найти:

1) силу, действующую на электрон;

2) ускорение электрона;

3) скорость, с которой он достигает второй пластины.

267.Электрон, ускоренный внешним электрическим полем, влетает в воздушный конденсатор с плоскими квадратными обкладками на одинаковом удалении от обкладок. Заряд конденсатора q = 1 нКл, расстояние между обкладками d = 1 см, площадь обкладок S=100 см². Определить: 1)энергию конденсатора W; 2)минимальную ускоряющую разность потенциалов вешнего электрического поля U, необходимую для того, чтобы электрон вылетел из конденсатора.

268.Конденсатор емкостью 3 мкФ с площадью пластин 10 см² заряжается от источника питания до напряжения 15 В. Найти напряженность электрического поля в конденсаторе.

269.Два конденсатора емкостью 20 и 30 мкФ включены последовательно на участке электрической цепи. Разность потенциалов на концах участка цепи равна 100 В. Найти заряды на каждом конденсаторе и энергию всей системы.

270. Площадь пластин плоского конденсатора равна 100 см², а расстояние между ними равно 5 мм и заполнено парафинированной бумагой. Какая разность потенциалов была приложена к пластинам конденсатора, если известно, что при разрядке конденсатора выделилось количество энергии, равное 4,19мДж? Определить также напряженность электрического поля между обкладками.