Все задачи

Известно, что на диэлектрическую пластину, частично введенную в зазор воздушного плоского конденсатора, действует сила, втягивающая пластину внутрь.

1. Объясните это явление, основываясь на известных физических явлениях и законах.

2. Как изменится энергия заряженного конденсатора при втягивании в него пластины, если он отключен от ис­точ­ника?

Два плоских конденсатора емкостью и обладающих зарядами и включают в замкнутую цепь так, что положительно заряженная пластина одного конденсатора соединяется с отрицательно заряженной пластиной другого. Определить заряд каждого конденсатора в этом случае.

Саркис натер пластмассовую ручку об остатки волос на своей голове, в результате чего ручка приобрела положительный электрический заряд. Затем, держась рукой за шар незаряженного электрометра, Саркис поднес близко к шару (не касаясь его) положительно заряженную ручку. После этого Саркис убрал руку от шара, а затем убрал и ручку. В результате электрометр оказался заряжен. Объясните этот эффект, основываясь на известных Вам физических законах, и определите знак заряда электрометра.

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.

1. Напряженность электростатического поля в точках и одинакова.

2. Потенциал электростатического поля в точках и одинаков.

3. В точке напряженность электростатического поля равна нулю.

4. Напряженность электростатического поля в точке равна 18 В/м.

5. Потенциал электростатического поля в точке равен 18 Дж/Кл.

Ответ:

Даны две проводящие концентрические сферы радиусов и Внутренняя сфера имеет положительный заряд а внешняя заземлена. Найдите напряженность и потенциал электростатического поля в зависимости от расстояния до центра сфер. Изобразите эти зависимости на графиках и

Два разноимённых точечных заряда, величины которых равны и расположены на расстоянии друг от друга. Докажите, что поверхность нулевого потенциала есть сфера. Определите радиус этой сферы и расстояние от её центра до меньшего по абсолютной величине заряда.

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.

Полый шарик массой 5 г имеет положительный заряд 50 нКл. Шар подвешен на нитке в горизонтальном однородном электростатическом поле, направленном слева направо. Шар отводят вправо до тех пор, пока нить не становится горизонтальной, и отпускают. Найти напряженность электростатического поля, если в тот момент, когда нить находится справа от вертикали и составляет с вертикалью угол сила натяжения нити равна 112 мН. Сопротивлением воздуха пренебречь.

На одну из двух близко расположенных горизонтальных металлических пластин положили легкий шарик из алюминиевой фольги. Одна из пластин лежит на земле, а вторая укреплена на изолирующей ручке (см. рисунок). Когда верхнюю пластину подсоединили к отрицательной клемме высоковольтного источника постоянного тока, шарик пришел в движение. Опираясь на законы электростатики и механики, опишите и объясните движение шарика.

Плоский конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения. Расстояние между его пластинами увеличили в 2 раза. Во сколько раз изменилась энергия электрического поля в конденсаторе?

Ответ:

Плоский конденсатор зарядили и отключили от источника. Расстояние между его пластинами увеличили в 2 раза. Во сколько раз изменилась энергия электрического поля в кон­ден­са­торе?

Ответ:

Плоский конденсатор с воздушным зазором между обкладками подключён к источнику постоянного напряжения. Как изменятся при уменьшении зазора между обкладками конденсатора его электроёмкость и величина заряда на его обкладках?

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.

Два одинаковых маленьких шарика, имеющих заряд каждый, закреплены на расстоянии друг от друга. На какую величину изменится электростатическая энергия системы, если посередине между этими шариками поместить еще один такой же заряженный шарик?

В вершинах правильного шестиугольника расположены шесть одинаковых маленьких шариков, имеющих заряд каждый. Какой точечный заряд нужно поместить в центр шестиугольника, чтобы вся система заряженных тел находилась в равновесии?

По тонкому гладкому непроводящему стержню начинает скользить из состояния покоя заряженная бусинка массой и положительным зарядом Стержень имеет форму дуги окружности с радиусом и расположен в вертикальной плоскости. Начальное положение бусинки находится на высоте относительно нижней точки стержня На этой же высоте над точкой расположен неподвижный положительный заряд Найти силу с которой бусинка действует на стержень в точке Пренебречь эффектами, связанными с появлением поляризационных зарядов.

Во сколько раз уменьшится модуль сил взаимодействия двух небольших металлических шариков одинакового диаметра, имеющих заряды и если шарики привести в соприкосновение и раздвинуть на прежнее расстояние?

Ответ: раз(а)

Во сколько раз увеличится модуль сил взаимодействия двух небольших металлических шариков одинакового диаметра, имеющих заряды и если шарики привести в соприкосновение и затем раздвинуть на прежнее расстояние?

Ответ: раз(а)

Два одинаковых положительных точечных заряда расположены в вакууме и отталкиваются друг от друга с силами 10 мкН. На каком расстоянии друг от друга находятся эти заряды?

Ответ: м

Два точечных заряда величиной и находятся на расстоянии 1 м друг от друга. Во сколько раз модуль силы, с которой второй заряд действует на первый, больше модуля силы, с которой первый заряд действует на второй?

Ответ: раз(а)

Два неподвижных точечных заряда действуют друг на друга с силами, модуль которых равен Во сколько раз увеличится модуль этих сил, если один заряд уменьшить в 1,5 раза, другой заряд увеличить в 6 раз, а расстояние между ними оставить прежним?

Ответ: раз(а)

Силы электростатического взаимодействия между двумя неподвижными точечными заряженными телами равны по модулю 20 мН. Каким станет модуль этих сил, если заряд каждого тела увеличить в 3 раза?

Ответ: мН

Силы электростатического взаимодействия между двумя неподвижными точечными заряженными телами равны по модулю 80 мН. Каким станет модуль этих сил, если расстояние между телами увеличить в 2 раза?

Ответ: мН

По наклонной плоскости, составляющей угол c горизонтом, соскальзывает с высоты небольшое тело, заряженное отрицательным зарядом В точке пересечения вертикали, проведенной через начальное положение тела, с основанием наклонной плоскости находится заряд Определить скорость, с которой тело достигнет основания наклонной плоскости. Масса тела ускорение свободного падения Трением пренебречь.

Два маленьких шарика массами г и г, несущие заряды Кл и Кл соответственно, удерживаются на расстоянии м друг от друга. В некоторый момент оба шарика отпускают, сообщив одновременно второму из них скорость м/с, направленную от первого шарика вдоль линии, соединяющей их центры. На какое максимальное расстояние разойдутся шарики друг от друга? Электрическую постоянную принять Ф/м. Силу тяжести не учитывать.

Два шарика с зарядами нКл и нКл соответственно находятся в однородном электрическом поле с напряженностью В/м на расстоянии м друг от друга. Масса большего шарика равна г. Определите, какую массу должен иметь маленький шарик, чтобы они двигались с прежним между ними расстоянием и с постоянным по модулю ускорением.

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.

1. Пластина имеет отрицательный заряд.

2. Потенциал электростатического поля в точке А ниже, чем в точке С.

3. Работа электростатического поля по перемещению пробного точечного отрицательного заряда из точки А в точку В отрицательна.

4. Если в точку В поместить пробный точечный положительный заряд, то на него со стороны пластины будет действовать сила, направленная вертикально вверх.

5. Напряжённость поля в точках А, В и С одинакова.

Ответ:

Плоский воздушный конденсатор ёмкостью подключённый к источнику постоянного напряжения, состоит из двух металлических пластин, находящихся на расстоянии друг от друга. Расстояние между пластинами меняется со временем так, как показано на графике.

Выберите все верные утверждения, соответствующие описанию опыта.

1. В интервале времени от до заряд конденсатора возрастает.

2. В интервале времени от до энергия конденсатора равномерно уменьшается.

3. В промежутке времени от до напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора остаётся постоянной.

4. В момент времени ёмкость конденсатора увеличилась в 5 раз по сравнению с первоначальной (при ).

5. В промежутке времени от до напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора убывает.

Протон влетает в электрическое поле конденсатора в точке, находящейся посередине между его пластинами (см. рисунок). Чему должна быть равна минимальная скорость, с которой влетает протон в конденсатор, чтобы он смог вылететь из него? Длина пластин конденсатора 5 см, расстояние между пластинами 1 см, разность потенциалов между пластинами конденсатора 50 В. Силой тяжести пренебречь.

Сосуд с маслом, диэлектрическая проницаемость которого помещен в вертикальное однородное электрическое поле. В масле находится во взвешенном состоянии алюминиевый шарик диаметром имеющий заряд Найти напряженность поля, если плотность алюминия а масла

Тонкий стержень длиной 10 см равномерно заряжен. Линейная плотность заряда равна 1 мкКл/м. На продолжении оси стержня на расстоянии 20 см от ближайшего его края находится точечный заряд 100 нКл. Определить силу взаимодействия заряженного стрежня и точечного заряда.

По тонкому кольцу радиусом равномерно распределен заряд

1. Найти напряженность поля на оси кольца.

2. Исследовать поведение функции при и где — расстояние до плоскости кольца.

3. Построить график

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.

Шар радиусом 6 см заряжен до потенциала 300 В, а шар радиусом 4 см до потенциала 500 В. Определить потенциал шаров после того, как их соединили очень длинным металлическим проводником. Емкостью соединительного проводника можно пренебречь.

Два одинаковых плоских конденсатора, один из которых заполнен диэлектриком с диэлектрической проницаемостью соединены как показано на рисунке и заряжены до напряжения Какую работу нужно совершить, чтобы вытащить диэлектрическую пластинку из конденсатора? Емкость пустого конденсатора равна

Две параллельные металлические пластины, расположенные горизонтально, подключены к электрической схеме, приведённой на рисунке. Между пластинами находится в равновесии маленькое заряженное тело массой и зарядом Электростатическое поле между пластинами считать однородным. Опираясь на законы механики и электродинамики, объясните, как и в каком направлении начнёт двигаться тело, если сдвинуть ползунок реостата вправо.

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?

Две большие параллельные вертикальные пластины из диэлектрика расположены на расстоянии см друг от друга. Пластины равномерно заряжены разноимёнными зарядами. Модуль напряжённости поля между пластинами В/м. Между пластинами, на равном расстоянии от них, помещён маленький шарик с зарядом Кл и массой г. После того как шарик отпускают, он начинает падать. Какую скорость будет иметь шарик, когда коснётся одной из пластин? Трением о воздух и размерами шарика пренебречь.

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

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.

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.