Конденсатор емкостью зарядили до разности потенциалов и отключили от источника. Затем пространство между обкладками заполнили диэлектриком с диэлектрической проницаемостью Определить, на какую величину изменится энергия конденсатора.
Задачи
ТегиКатушка, обладающая индуктивностью соединена с источником питания с ЭДС и двумя одинаковыми резисторами Электрическая схема соединения показана на рис. 1. В начальный момент ключ в цепи разомкнут. В момент времени ключ замыкают, что приводит к изменению силы тока, регистрируемого амперметром, как показано на рис. 2. Основываясь на известных физических законах, объясните, почему при замыкании ключа сила тока плавно увеличивается до некоторого нового значения Определите значение силы тока Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь.
Заряды 90 и 10 нКл расположены на расстоянии 4 см друг от друга. Где надо поместить третий заряд, чтобы силы, действующие на него со стороны других зарядов, были равны по модулю и противоположны по направлению?
Плоский воздушный конденсатор подключили к источнику постоянного напряжения и зарядили, а затем отключили от источника. После этого уменьшили расстояние между его пластинами в 1,5 раза. Во сколько раз при этом изменилась энергия электрического поля, накопленная конденсатором? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.
В таблице показано, как менялось напряжение на обкладках конденсатора идеального колебательного контура при свободных электромагнитных колебаниях в этом контуре.
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
| 40 | 28,3 | 0 | −28,3 | −40 | −28,3 | 0 | 28,3 | 40 | 28,3 |
Вычислите по этим данным максимальную энергию конденсатора, если индуктивность катушки равна 4,3 мГн.
На рисунке изображена зависимость силы тока через лампу накаливания от приложенного к ней напряжения. При последовательном соединении двух таких ламп и источника сила тока в цепи оказалась равной 0,35 А. Каково напряжение на клеммах источника? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
На двух тонких невесомых нитях горизонтально подвешен прямолинейный проводник массой и длиной По проводнику пропускают ток На какой угол от вертикали отклонятся нити в положении равновесия, если проводник находится в вертикальном магнитном поле с индукцией
К изолированному заряженному конденсатору с электроемкостью нФ и зарядом нКл параллельно подключили незаряженный конденсатор электроемкостью . Найдите установившееся напряжение на первом конденсаторе.
Замкнутый проводник сопротивлением Ом находится во внешнем магнитном поле, причем поток магнитной индукции, пронизывающий образованный проводником контур, равномерно возрастает с Вб до Вб. Определить заряд, который пройдет при этом через сечение проводника.
Положительно заряженная частица массой и зарядом движется по окружности перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля. Модуль магнитной индукции Найдите угловую скорость обращения частицы. Релятивистскими эффектами пренебречь.
Четыре конденсатора емкостями и подключены к источнику с ЭДС как показано на схеме. Найдите эквивалентную емкость конденсаторов, напряжение на первом конденсаторе и заряд на третьем конденсаторе.
В схеме, изображенной на рисунке, напряжение на клеммах источника значение Найдите напряжение на резисторе и силу тока на резисторе
Прямолинейный проводник подвешен горизонтально на двух нитях в однородном магнитном поле с индукцией Вектор магнитной индукции горизонтален и перпендикулярен проводнику. Во сколько раз изменится сила натяжения нитей при изменении направления тока в проводнике на противоположное? Масса единицы длины проводника сила тока в проводнике
В однородное электрическое поле со скоростью влетает электрон и движется вдоль линий напряжённости поля. Расстояние которое пролетит электрон до остановки, равно 48 см. Найдите модуль напряжённости электрического поля.
Чему равны работа и мощность электрического тока? Сформулируйте закон Джоуля-Ленца.
Нихромовый проводник АБ подвешен на тонких медных проволочках к деревянной балке и подключён к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке. Вблизи проводника находится южный полюс постоянного магнита (см. рисунок). Ползунок реостата плавно перемещают влево.
Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения.
-
Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом вблизи проводника АБ, направлены влево.
-
Сила натяжения проволочек, на которых подвешен проводник АБ, увеличивается.
-
Сила Ампера, действующая на проводник АБ, увеличивается.
-
Сопротивление внешней цепи увеличивается.
-
Сила тока, протекающего через проводник АБ, уменьшается.
Ответ:
Две заряженные проводящие сферы расположены концентрически с общим центром в точке (см. рисунок). Заряды сфер расстояние Потенциал считайте равным нулю на бесконечности.
Выберите все верные утверждения, описывающие данную ситуацию.
-
Напряженность электростатического поля в точках и одинакова.
-
Потенциал электростатического поля в точках и одинаков.
-
В точке напряженность электростатического поля равна нулю.
-
Напряженность электростатического поля в точке равна 18 В/м.
-
Потенциал электростатического поля в точке равен 18 Дж/Кл.
Ответ:
Два плоских воздушных конденсатора подключены к одинаковым источникам постоянного напряжения и одинаковым лампам, как показано на рисунках а и б. Конденсаторы имеют одинаковую площадь пластин, но различаются расстоянием между пластинами. В некоторый момент времени ключи К в обеих схемах переводят из положения 1 в положение 2. Опираясь на законы электродинамики, объясните, в каком из приведенных опытов при переключении ключа лампа вспыхнет ярче. Сопротивлением соединяющих проводов пренебречь.
В идеальном колебательном контуре (см. рисунок) в тот момент, когда энергия конденсатора равна энергии катушки, через катушку течет ток величиной 1 А. Чему равна максимальная энергия конденсатора в данном колебательном процессе, если индуктивность катушки 2 мГн, а емкость конденсатора 10 мкФ?
Ответ: мДж
На участке электрической цепи, изображенном на рисунке, поддерживается постоянное напряжение между клеммами C и D. Вольтметр переподключают от точки m к точке n. Как изменятся в результате этого переподключения показания амперметра и эквивалентное сопротивление участка цепи? Приборы не являются идеальными.
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
- увеличивается
- уменьшается
- не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Показания амперметра | Эквивалентное сопротивление участка цепи |
Измерительная шкала амперметра, имеющего сопротивление рассчитана на Какой максимальный ток можно будет измерять при помощи этого прибора, если подключить параллельно ему резистор с таким же сопротивлением?
Ответ:
Однородное электростатическое поле создано равномерно заряженной протяженной горизонтальной пластиной. Линии напряжённости поля направлены вертикально вверх (см. рисунок).
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения и укажите их номера.
-
Пластина имеет отрицательный заряд.
-
Потенциал электростатического поля в точке A ниже, чем в точке C.
-
Работа электростатического поля по перемещению пробного точечного отрицательного заряда из точки A в точку B отрицательна.
-
Если в точку B поместить пробный точечный положительный заряд, то на него со стороны пластины будет действовать сила, направленная вертикально вверх.
-
Напряжённость поля в точках A, B и C одинакова.
Ответ:
Проволочная рамка площадью 30 см2 помещена в однородное магнитное поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции Величина индукции магнитного поля изменяется во времени согласно графику на рисунке.
Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения о процессах, происходящих в рамке.
-
Модуль ЭДС электромагнитной индукции в рамке максимален в интервале времени от 0 до 1 мс.
-
Магнитный поток через рамку в интервале времени от 1 до 3 мс равен 2 мВб.
-
Модуль ЭДС электромагнитной индукции в рамке минимален в интервале времени от 0 до 1 мс.
-
Модуль ЭДС электромагнитной индукции в рамке в интервале времени от 3 до 4 мс равен 3 В.
-
Скорость изменения магнитного потока через рамку максимальна в интервале времени от 4 до 6 мс.
Ответ:
На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в колебательном контуре, образованном конденсатором и катушкой, индуктивность которой равна 0,3 Гн. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения о процессах, происходящих в контуре.
-
Период электромагнитных колебаний в контуре равен 2 мс.
-
Максимальное значение энергии электрического поля конденсатора равно 5,4 мкДж.
-
В момент времени 5 мс заряд конденсатора равен нулю.
-
В момент времени 3 мс энергия магнитного поля катушки достигает своего минимума.
-
За первые 6 мс энергия электрического поля конденсатора достигла своего максимума 4 раза.
Ответ:
Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора и катушки индуктивностью Напряжение на пластинах конденсатора изменяется во времени в соответствии с формулой
Установите соответствие между физическими величинами и формулами, выражающими их зависимость от времени.
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| А | Б |
Найти напряжение на каждом конденсаторе. Все емкости известны, напряжение между выводами схемы равно
Колебательный контур состоит из катушки индуктивности и двух одинаковых конденсаторов, включенных параллельно. Период собственных колебаний контура Каков будет период колебаний в контуре, если конденсаторы включить последовательно?
В треугольнике ABC угол C прямой, м. В вершине находится точечный заряд Он действует с силой Н на точечный заряд помещённый в вершину Если заряд перенести в вершину то заряды будут взаимодействовать с силой Н. Найдите
По горизонтально расположенным двум параллельным рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением и замкнутым на конденсатор электроёмкостью скользит поступательно и равномерно проводящий стержень. Скорость движения стержня Расстояние между рельсами Рельсы со стержнем находятся в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией При этом энергия электрического поля конденсатора через достаточно большой промежуток времени Чему равна электроёмкость конденсатора? Рельсы закреплены на диэлектрической подложке.
По двум горизонтально расположенным параллельным проводящим рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением, замкнутым на конденсатор с электроемкостью мкФ, поступательно и равномерно скользит проводящий стержень. Расстояние между рельсами м. Рельсы со стержнем находятся в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией Тл (см. рисунок, вид сверху). Через достаточно большой промежуток времени от начала движения энергия электрического поля конденсатора мкДж. Какова скорость движения стержня? Рельсы закреплены на диэлектрической подложке.
В цепи, где мкГн, Ом, В, ключ К замыкают. После того как ток в катушке достигает установившегося значения, ключ размыкают. Найти количество теплоты выделившейся в цепи после размыкания ключа. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
Три конденсатора емкостями и подключены к источнику с ЭДС как показано на схеме. Найдите эквивалентную емкость конденсаторов, напряжение на втором конденсаторе и заряд на третьем конденсаторе.
Плоский конденсатор, у которого зазор между обкладками заполнен диэлектриком, подключён к источнику постоянного напряжения. Как изменятся в результате удаления диэлектрика из зазора напряжённость электрического поля в зазоре между обкладками конденсатора и энергия конденсатора?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
- увеличивается
- уменьшается
- не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Напряжённость электрического поля в зазоре между обкладками конденсатора | Энергия конденсатора |
Для оценки заряда, накопленного воздушным конденсатором, можно использовать устройство, изображённое на рисунке: лёгкий шарик из оловянной фольги подвешен на изолирующей нити между двумя пластинами конденсатора, при этом одна из пластин заземлена, а другая заряжена положительно. Когда устройство собрано, а конденсатор заряжен (и отсоединён от источника), шарик приходит в колебательное движение, касаясь поочерёдно обеих пластин.
Выберите все верные утверждения, соответствующие колебательному движению шарика после первого касания пластины.
-
При движении шарика к заземлённой пластине он заряжен отрицательно, а при движении к положительно заряженной пластине — положительно.
-
При движении шарика к заземлённой пластине он заряжен положительно, а при движении к положительно заряженной пластине — отрицательно.
-
При движении шарика к положительно заряженной пластине его заряд равен нулю, а при движении к заземлённой пластине — положителен.
-
По мере колебаний шарика электрическая ёмкость конденсатора уменьшается.
-
По мере колебаний шарика напряжение между пластинами конденсатора уменьшается.
Ответ:
Катушка №1 включена в электрическую цепь, состоящую из источника постоянного напряжения и реостата. Катушка №2 помещена внутрь катушки №1, и её обмотка замкнута. Вид схемы электрической цепи с торца катушек представлен на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы, которые происходят в цепи и катушках при перемещении ползунка реостата влево. ЭДС самоиндукции пренебречь.
-
Модуль вектора индукции магнитного поля, созданного катушкой №1, увеличивается.
-
В катушке №2 индукционный ток направлен по часовой стрелке.
-
Сила тока в катушке №1 уменьшается.
-
Вектор магнитной индукции магнитного поля, созданного катушкой №2 в её центре, направлен от наблюдателя.
-
Модуль магнитного потока, созданного катушкой № 1 и пронизывающего катушку № 2, увеличивается.
Ответ:
В однородное электрическое поле напряжённостью параллельно линиям напряжённости поля влетает протон со скоростью Через какое время протон, замедляясь, остановится?
Заряженная частица с массой и зарядом движется по окружности радиусом перпендикулярно линиям магнитной индукции однородного магнитного поля с индукцией Кинетическая энергия частицы Найдите заряд данной частицы, считая его положительным. Релятивистскими эффектами пренебречь.
На рисунке изображены линии напряжённости однородного электростатического поля, созданного равномерно заряженной протяжённой горизонтальной пластиной. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно ситуации, показанной на рисунке.
-
Работа электростатического поля по перемещению точечного положительного заряда из точки в точку положительна.
-
Если в точку поместить точечный отрицательный заряд, то на него со стороны пластины будет действовать сила, направленная вертикально вверх.
-
Напряжённость электростатического поля в точке меньше, чем в точке
-
Потенциал электростатического поля в точке выше, чем в точке
-
Заряд пластины положительный.
Ответ:
Два одинаковых по модулю разноимённых неподвижных точечных заряда и находятся на расстоянии друг от друга в вакууме. Определите напряжённость электрического поля этих зарядов в точке, находящейся на расстоянии от каждого заряда.
В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, происходят свободные электромагнитные колебания. Изменение заряда конденсатора в колебательном контуре с течением времени показано в таблице.
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| 1 | 0,71 | 0 | −0,71 | −1 | −0,71 | 0 | 0,71 | 1 |
Выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в контуре.
-
Период электромагнитных колебаний равен с.
-
Частота колебаний равна 250 кГц.
-
В момент времени модуль силы тока в контуре максимален.
-
В момент времени энергия магнитного поля катушки индуктивности максимальна.
-
В момент времени с энергия электрического поля конденсатора минимальна.
Ответ: