Задачи

Че­ты­ре оди­на­ко­вые не­за­ря­жен­ные ме­тал­ли­че­ские пла­сти­ны рас­по­ло­же­ны па­рал­лель­но друг дру­гу на рав­ных рас­сто­я­ни­ях. Всё про­стран­ство меж­ду пла­сти­на­ми 3 и 4 за­пол­не­но твёр­дым од­но­род­ным ди­элек­три­ком с про­ни­ца­е­мо­стью Пла­сти­ны 1 и 3 со­еди­ня­ют тон­ким про­во­дом че­рез ба­та­рею с ЭДС а пла­сти­ны 2 и 4 — че­рез ба­та­рею с ЭДС Най­ди­те от­но­ше­ние где и — уста­но­вив­ши­е­ся за­ря­ды пла­стин 1 и 2.

Ка­кой ми­ни­маль­ный за­ряд нуж­но за­кре­пить в ниж­ней точ­ке сфе­ри­че­ской по­ло­сти ра­ди­у­са что­бы в поле тя­же­сти не­боль­шой ша­рик мас­сы и за­ря­да на­хо­дил­ся в верх­ней точ­ке по­ло­сти в по­ло­же­нии устой­чи­во­го рав­но­ве­сия?

Чему рав­на на­пря­жен­ность элек­три­че­ско­го поля рав­но­мер­но за­ря­жен­ной нити дли­ны на пря­мой, ко­то­рая яв­ля­ет­ся про­дол­же­ни­ем нити, на рас­сто­я­нии от бли­жай­ше­го ее кон­ца? За­ряд еди­ни­цы дли­ны нити

По­лый ша­рик мас­сой с за­ря­дом дви­жет­ся в од­но­род­ном го­ри­зон­таль­ном элек­три­че­ском поле из со­сто­я­ния по­коя. Тра­ек­то­рия ша­ри­ка об­ра­зу­ет с вер­ти­ка­лью угол Чему ра­вен мо­дуль на­пря­жён­но­сти элек­три­че­ско­го поля

Ме­тал­ли­че­ский шар ра­ди­у­сом по­ме­щен в жид­кий ди­элек­трик с плот­но­стью и ди­элек­три­че­ской про­ни­ца­е­мо­стью Плот­ность ма­те­ри­а­ла, из ко­то­ро­го из­го­тов­лен шар, Чему ра­вен за­ряд шара, если в од­но­род­ном элек­три­че­ском поле, на­прав­лен­ном вер­ти­каль­но вверх, шар ока­зал­ся взве­шен­ным в жид­ко­сти? Элек­три­че­ское поле со­зда­ет­ся дву­мя па­рал­лель­ны­ми пла­сти­на­ми, рас­сто­я­ние меж­ду ко­то­ры­ми а раз­ность по­тен­ци­а­лов

На рас­сто­я­нии от за­зем­лен­но­го ме­тал­ли­че­ско­го шара на­хо­дит­ся то­чеч­ный за­ряд Счи­тая по­тен­ци­ал зем­ли рав­ным нулю, опре­де­лить за­ряд шара. Ра­ди­ус шара

На рас­сто­я­нии от цен­тра не­за­ря­жен­но­го ме­тал­ли­че­ско­го шара на­хо­дит­ся то­чеч­ный за­ряд Опре­де­лить по­тен­ци­ал шара.

Две кон­цен­три­че­ские ме­тал­ли­че­ские сфе­ры ра­ди­у­сом и име­ют за­ря­ды и со­от­вет­ствен­но. Най­ти за­ви­си­мость по­тен­ци­а­ла и на­пря­жен­но­сти элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля от рас­сто­я­ния до цен­тра сфер. Изоб­ра­зить на гра­фи­ке.

Про­во­дя­щий шар ра­ди­у­са с за­ря­дом на­хо­дит­ся вну­три про­во­дя­щей сфе­ры ра­ди­у­са по ко­то­рой рав­но­мер­но рас­пре­де­лен за­ряд Цен­тры шара и сфе­ры сов­па­да­ют. Най­ти но­вые за­ря­ды шара и сфе­ры по­сле того, как сфе­ру за­зем­ля­ют.

Про­во­дя­щий шар ра­ди­у­са с за­ря­дом на­хо­дит­ся вну­три про­во­дя­щей сфе­ры ра­ди­у­са по ко­то­рой рав­но­мер­но рас­пре­де­лен за­ряд Цен­тры шара и сфе­ры сов­па­да­ют. Най­ти но­вые за­ря­ды шара и сфе­ры по­сле того, как шар за­зем­ля­ют.

Два не­за­ря­жен­ных кон­ден­са­то­ра с ём­ко­стя­ми и под­клю­ча­ют по­сле­до­ва­тель­но к ис­точ­ни­ку с на­пря­же­ни­ем По­сле за­ряд­ки кон­ден­са­то­ров кон­ден­са­тор от­клю­ча­ют от схе­мы и, не раз­ря­жая его, вновь под­клю­ча­ют к схе­ме, пе­ре­вер­нув на Опре­де­ли­те за­ряд кон­ден­са­то­ра че­рез боль­шой про­ме­жу­ток вре­ме­ни по­сле пе­ре­клю­че­ния с точ­но­стью до

Про­во­дя­щий шар ра­ди­у­са с за­ря­дом на­хо­дит­ся вну­три про­во­дя­щей сфе­ры ра­ди­у­са по ко­то­рой рав­но­мер­но рас­пре­де­лен за­ряд Цен­тры шара и сфе­ры сов­па­да­ют. Най­ти но­вые за­ря­ды шара и сфе­ры по­сле того, как сфе­ру и шар со­еди­ни­ли тон­ким про­во­дом.

Ме­тал­ли­че­ская сфе­ра, име­ю­щая не­боль­шое от­вер­стие, за­ря­же­на по­ло­жи­тель­ным за­ря­дом Пер­во­на­чаль­но не­за­ря­жен­ные ме­тал­ли­че­ские ша­ри­ки и рас­по­ло­же­ны, как по­ка­за­но на ри­сун­ке. Ра­ди­ус сфе­ры ра­вен ра­ди­у­сы каж­до­го ша­ри­ка рас­сто­я­ние Опре­де­лить за­ря­ды и ко­то­рые ин­ду­ци­ру­ют­ся на ша­ри­ках, ко­гда их со­еди­ня­ют про­во­ло­кой, не ка­са­ясь сфе­ры.

Две ма­лень­кие бу­син­ки, за­креп­лён­ные в точ­ках и не­сут на себе за­ря­ды и со­от­вет­ствен­но (см. ри­су­нок).

Из при­ве­дён­но­го ниже спис­ка вы­бе­ри­те все вер­ные утвер­жде­ния от­но­си­тель­но этой си­ту­а­ции.

1. Если бу­син­ки со­еди­нить не­за­ря­жен­ной стек­лян­ной па­лоч­кой, их за­ря­ды ста­нут рав­ны­ми.

2. Если бу­син­ки со­еди­нить тон­кой мед­ной про­во­ло­кой, то они бу­дут при­тя­ги­вать друг дру­га.

3. Мо­дуль силы Ку­ло­на, дей­ству­ю­щей на бу­син­ку ра­вен мо­ду­лю силы Ку­ло­на, дей­ству­ю­щей на бу­син­ку

4. На бу­син­ку со сто­ро­ны бу­син­ки дей­ству­ет сила Ку­ло­на, на­прав­лен­ная го­ри­зон­таль­но впра­во.

5. На­пря­жён­ность ре­зуль­ти­ру­ю­ще­го элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля в точ­ке на­прав­ле­на го­ри­зон­таль­но впра­во.

От­вет:

Плос­кий воз­душ­ный кон­ден­са­тор под­клю­чи­ли к ис­точ­ни­ку с ЭДС Най­ди­те энер­гию за­ря­жен­но­го кон­ден­са­то­ра, если пло­щадь его пла­стин а рас­сто­я­ние меж­ду пла­сти­на­ми

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:

1. уве­ли­чи­ва­ет­ся
2. умень­ша­ет­ся
3. не из­ме­ня­ет­ся

За­пи­ши­те в та­бли­цу вы­бран­ные циф­ры для каж­дой фи­зи­че­ской ве­ли­чи­ны. Циф­ры в от­ве­те мо­гут по­вто­рять­ся.

Пер­вый кон­ден­са­тор ём­ко­стью под­клю­чён к ис­точ­ни­ку тока с ЭДС а вто­рой, ём­ко­стью под­клю­чён к ис­точ­ни­ку тока с ЭДС Опре­де­ли­те от­но­ше­ние энер­гии элек­три­че­ско­го поля вто­ро­го кон­ден­са­то­ра к энер­гии элек­три­че­ско­го поля пер­во­го:

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.

1. При дви­же­нии ша­ри­ка к за­зем­лён­ной пла­сти­не он за­ря­жен от­ри­ца­тель­но, а при дви­же­нии к по­ло­жи­тель­но за­ря­жен­ной пла­сти­не — по­ло­жи­тель­но.

2. При дви­же­нии ша­ри­ка к за­зем­лён­ной пла­сти­не он за­ря­жен по­ло­жи­тель­но, а при дви­же­нии к по­ло­жи­тель­но за­ря­жен­ной пла­сти­не — от­ри­ца­тель­но.

3. При дви­же­нии ша­ри­ка к по­ло­жи­тель­но за­ря­жен­ной пла­сти­не его за­ряд ра­вен нулю, а при дви­же­нии к за­зем­лён­ной пла­сти­не — по­ло­жи­те­лен.

4. По мере ко­ле­ба­ний ша­ри­ка элек­три­че­ская ём­кость кон­ден­са­то­ра умень­ша­ет­ся.

5. По мере ко­ле­ба­ний ша­ри­ка на­пря­же­ние меж­ду пла­сти­на­ми кон­ден­са­то­ра умень­ша­ет­ся.

От­вет:

На сто­ле уста­но­ви­ли два не­за­ря­жен­ных элек­тро­мет­ра и со­еди­ни­ли их ме­тал­ли­че­ским стерж­нем с изо­ли­ру­ю­щей руч­кой (рис. 1). За­тем к пер­во­му элек­тро­мет­ру под­не­сли, не ка­са­ясь шара, от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ную па­лоч­ку (рис. 2). Не уби­рая па­лоч­ки, уб­ра­ли стер­жень, а за­тем уб­ра­ли па­лоч­ку.

Ссы­ла­ясь на из­вест­ные Вам за­ко­ны и яв­ле­ния, объ­яс­ни­те, по­че­му элек­тро­мет­ры ока­за­лись за­ря­жен­ны­ми, и опре­де­ли­те зна­ки за­ря­да каж­до­го из элек­тро­мет­ров по­сле того, как па­лоч­ку уб­ра­ли.

На сто­ле уста­но­ви­ли два не­за­ря­жен­ных элек­тро­мет­ра и со­еди­ни­ли их ме­тал­ли­че­ским стерж­нем с изо­ли­ру­ю­щей руч­кой (рис. 1). За­тем к пер­во­му элек­тро­мет­ру под­не­сли, не ка­са­ясь шара, по­ло­жи­тель­но за­ря­жен­ную па­лоч­ку (рис. 2). Не уби­рая па­лоч­ки, уб­ра­ли стер­жень, а за­тем уб­ра­ли па­лоч­ку.

Ссы­ла­ясь на из­вест­ные Вам за­ко­ны и яв­ле­ния, объ­яс­ни­те, по­че­му элек­тро­мет­ры ока­за­лись за­ря­жен­ны­ми, и опре­де­ли­те зна­ки за­ря­да каж­до­го из элек­тро­мет­ров по­сле того, как па­лоч­ку уб­ра­ли.

В од­но­род­ное элек­три­че­ское поле со ско­ро­стью вле­та­ет элек­трон и дви­жет­ся вдоль ли­ний на­пря­жён­но­сти поля. Рас­сто­я­ние ко­то­рое про­ле­тит элек­трон до оста­нов­ки, рав­но Най­ди­те мо­дуль на­пря­жён­но­сти элек­три­че­ско­го поля.

В од­но­род­ное элек­три­че­ское поле на­пря­жён­но­стью па­рал­лель­но ли­ни­ям на­пря­жён­но­сти поля вле­та­ет про­тон со ско­ро­стью Че­рез ка­кое вре­мя про­тон, за­мед­ля­ясь, оста­но­вит­ся?

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.

1. Ра­бо­та элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля по пе­ре­ме­ще­нию то­чеч­но­го по­ло­жи­тель­но­го за­ря­да из точ­ки в точ­ку по­ло­жи­тель­на.

2. Если в точ­ку по­ме­стить то­чеч­ный от­ри­ца­тель­ный за­ряд, то на него со сто­ро­ны пла­сти­ны бу­дет дей­ство­вать сила, на­прав­лен­ная вер­ти­каль­но вверх.

3. На­пря­жён­ность элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля в точ­ке мень­ше, чем в точ­ке

4. По­тен­ци­ал элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля в точ­ке выше, чем в точ­ке

5. 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.

Пла­сти­ны боль­шо­го по раз­ме­рам плос­ко­го кон­ден­са­то­ра рас­по­ло­же­ны го­ри­зон­таль­но на рас­сто­я­нии друг от дру­га. На­пря­же­ние на пла­сти­нах кон­ден­са­то­ра В про­стран­стве меж­ду пла­сти­на­ми па­да­ет кап­ля жид­ко­сти. За­ряд кап­ли При ка­ком зна­че­нии мас­сы кап­ли её ско­рость бу­дет по­сто­ян­ной? Вли­я­ни­ем воз­ду­ха на дви­же­ние кап­ли пре­не­бречь.

Дай­те опре­де­ле­ние по­тен­ци­а­ла элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля. Как свя­за­на раз­ность по­тен­ци­а­лов с на­пря­жен­но­стью од­но­род­но­го элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля?

Две па­рал­лель­ные ме­тал­ли­че­ские пла­сти­ны боль­ших раз­ме­ров рас­по­ло­же­ны на рас­сто­я­нии друг от дру­га и под­клю­че­ны к ис­точ­ни­ку по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния (см. рис. 1). Не от­клю­чая пла­сти­ны от ис­точ­ни­ка, их сбли­жа­ют, умень­шая рас­сто­я­ние меж­ду ними в 2 раза (см. рис. 2).

Из при­ве­дён­но­го ниже спис­ка вы­бе­ри­те все вер­ные утвер­жде­ния, ха­рак­те­ри­зу­ю­щие свой­ства кон­ден­са­то­ра по­сле уста­нов­ле­ния рав­но­ве­сия в си­сте­ме.

1. Энер­гия элек­три­че­ско­го поля кон­ден­са­то­ра уве­ли­чи­лась в 4 раза.
2. Мо­дуль за­ря­да об­кла­док кон­ден­са­то­ра уве­ли­чил­ся в 2 раза.
3. На­пря­же­ние меж­ду об­клад­ка­ми кон­ден­са­то­ра умень­ши­лось в 4 раза.
4. Элек­тро­ём­кость кон­ден­са­то­ра уве­ли­чи­лась в 2 раза.
5. На­пря­жён­ность элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля меж­ду об­клад­ка­ми кон­ден­са­то­ра уве­ли­чи­лась в 2 раза.

От­вет: