ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ. ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
Вариант 3
1. Получить выражение для емкости С уединенного металлического шара радиусом R, помещенного в однородный диэлектрик с диэлектрической проницаемостью e.
2. Какой заряд пройдет по проводам, соединяющим пластины плоского воздушного конденсатора и источник тока с напряжением U = 6,3 В, при погружении конденсатора в керосин (e = 2)? Площадь пластины конденсатора S = 180 cм2, расстояние между пластинами d = 2 мм.
3. Два конденсатора с емкостями 2 мкФ и 5 мкФ заряжены до разности потенциалов 100 В и 150 В соответственно. Определить разность потенциалов и заряды на конденсаторах после их соединения обкладками, имеющими разноименные заряды.
4. Какую работу необходимо совершить, чтобы систему из трех зарядов (q1 = q2 = q3 = q), находящихся вершинах равностороннего треугольника со стороной а, расположить на одной прямой, на расстоянии а между соседними зарядами?
5. Пластину из эбонита толщиной d = 2 мм и площадью S = 300 см2 поместили в однородное электрическое поле напряженностью Е = 1 кВ/м, расположив так, что силовые линии перпендикулярны ее плоской поверхности. Найти:
1) плотность σ связанных зарядов на поверхности пластины; 2) энергию W электрического поля, сосредоточенную в пластине.
ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ. ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
Вариант 4
1. Найдите емкость сферического конденсатора, состоящего из двух концентрических сфер радиусами R1 = 0,01 м и R2 = 0,0105 м. Пространство между сферами заполнено маслом {e = 4,5). Какого радиуса должен быть изолированный шар, чтобы он имел емкость, равную емкости рассматриваемого конденсатора?
2. Плоский воздушный конденсатор зарядили до разности потенциалов U0 = 200В. Затем конденсатор отключили от источника тока. Какой станет разность потенциалов между пластинами, если расстояние увеличить от d1 = 0,7 мм до d2 = 0,7 мм, а пространство между пластинами заполнить слюдой (e = 7)?
3. Пробивное напряжение для прессшпана толщиной 1 мм равно 18 000 В. Два конденсатора с изолирующим слоем из такого прессшпана соединены последовательно. Емкости конденсаторов равны соответственно 1100 и 400 пФ. Будет ли эта система пробита, если подать на нее разность потенциалов 30 000 В?
4. Система состоит из трех зарядов (q1 = q, q2 = -q, q3 = q), расположенных в вершинах равностороннего треугольника со стороной а. Какую работу необходимо совершить, чтобы удалить заряд q2 в бесконечность?
5. Эбонитовый (e = 3,0) шар равномерно заряжен по объему. Во сколько раз энергия электрического поля вне шара превосходит энергию поля, сосредоточенную в шаре?
ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ. ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
Вариант 5
1. Получить выражение для емкости С сферического конденсатора. Радиусы концентрических обкладок R1 и R2, причем R1 < R2, диэлектрическая проницаемость диэлектрика, заполняющего пространство между обкладками, e.
2. Между пластинами плоского конденсатора находится плотно прилегающая стеклянная пластинка (e = 7,0). Конденсатор заряжен до разности потенциалов
U1 = 100 В. Какова будет разность потенциалов U2, если вытащить стеклянную пластинку из конденсатора?
 |
3. Конденсаторы соединены в батареи (см. рис а и b). Каковы емкости этих батарей? Покажите, что емкости этих батарей равны, если выполняется условие:
4. Определить потенциальную энергию W системы четырех точечных зарядов, расположенных в вершинах квадрата со стороной длиной а = 10 см. Заряды одинаковы по модулю Q = 10 нКл, но два из них, расположенные рядом, отрицательны.
5. Сила F притяжения между пластинами плоского воздушного конденсатора равна 50 мН. Площадь S каждой пластины равна 200 см2. Найти объемную плотность энергии w поля конденсатора.