Dva sériovo zapojené vzduchové kondenzátory. Úlohy z elektrostatiky s riešeniami

C4_1.   Prach  a účtovať, letí do elektrického poľa vertikálneho vysokého kondenzátora v bode uprostred medzi jeho platňami (pozri nákres, pohľad zhora).

Čo by sa malo rovnať minimálnej rýchlosti, s ktorou špina prachu letí do kondenzátora, aby cez ňu mohla lietať? Dĺžka dosiek kondenzátora 10 cm, vzdialenosť medzi doskami 1 cm, napätie na doskách kondenzátora 5 000 V. Systém je vo vákuu.

C 4_2.   Malý loptičku s nábojom  a vážiaci 3 g, suspendovaný na beztiažovom vlákne s koeficientom pružnosti 100 N / m, sa nachádza medzi vertikálnymi doskami plochého vzduchového kondenzátora. Vzdialenosť medzi doskami kondenzátora 5 cm Aký je potenciálny rozdiel medzi doskami kondenzátora, ak je predĺženie vlákna 0,5 mm?

C 4_3.   rovnobežne s doskami (pozri obrázok), vzdialenosť medzi nimid .

V akom uhle sa odchýli pri odoberaní vektora rýchlosti elektrónov z kondenzátora z pôvodného smeru, ak je kondenzátor nabitý na potenciálový rozdiel? Dĺžka dosky, Vplyv na elektrón gravitácie sa zanedbáva.

C 4_4.   Elektrón letí do plochého kondenzátora s rýchlosťou  rovnobežne s doskami (pozri nákres, pohľad zhora), vzdialenosť medzi ktorýmid .

Aký je potenciálny rozdiel medzi platňami kondenzátora, ak sa vektor rýchlosti elektronov líši od počiatočného smeru uhlom? Dĺžka dosky.

C 4_5. Hmotnosť dutej guleza poplatokpohybujúce sa v rovnomernom horizontálnom elektrickom poli zo stavu pokoja. Trajektória gule tvorí uhol so zvislou čiarou, Aký je modul elektrického poľaE ?

C 4_6. Hollow Charged Bulbpohybujúce sa v rovnomernom horizontálnom elektrickom poli zo stavu pokoja. Modul elektrického poľa, Trajektória gule tvorí uhol so zvislou čiarou, Aký je náboj loptyq ?

C 4_7.   Elektrón letí do priestoru medzi dvoma opačne nabitými platňami plochého kondenzátora s rýchlosťouproti o ( proti o << с) параллельно пластинам (см. рисунок). Расстояние между пластинами d, длина пластин L (L >\u003e d) potenciálový rozdiel medzi doskami Δφ. Určite dotyčnicu uhla, pri ktorom sa elektrón odchyľuje po odchode z kondenzátora.

C 4_8. Dvojbodové poplatkyaumiestnené na diaľkusa navzájom priťahujú silou, Výška poplatkov sa rovná, Aké sú moduly týchto poplatkov? Odpovedzte až na niekoľko desatín µC.

C 4_9.

C 4 č. 3689. Dva identické vzduchové kondenzátory sú zapojené do série a pripojené k zdroju. konštantné napätie, Potom bol jeden z nich bez prerušenia obvodu spustený do oleja s dielektrickou konštantou, Ako a koľkokrát to zmení energiu druhého kondenzátora, ktorý nebol ponorený do oleja?  C 4 č. 3689. Dva identické vzduchové kondenzátory sú zapojené do série a pripojené na zdroj konštantného napätia. Potom bol jeden z nich bez prerušenia obvodu spustený do oleja s dielektrickou konštantou, Ako a koľkokrát to zmení energiu druhého kondenzátora, ktorý nebol ponorený do oleja?

C 4 č. 4218.   Vnútri nenabitej kovovej gule s polomerom r 1 = 40 cm sú dve sférické dutiny s polomermi  usporiadané tak, že ich povrchy sú takmer v kontakte v strede gule. V strede jednej dutiny bol umiestnený náboj.  NC a potom v strede druhého - náboja  nCl (pozri obrázok). Nájdite veľkosť a smer vektora sily  elektrostatické pole v bodeumiestnené na diaľku  = 1 m od stredu guľôčky na kolmici k segmentu spájajúcemu stredy dutín.

Rozhodnutie.

Možné riešenie

V elektrostatike, to je veril, že elektrické pole vo vnútri kovu je neprítomný, pretože inak voľné poplatky vnútri kovu by sa pohybovať. Preto, keď je umiestnený poplatok  v prvej dutine na jeho stenách je indukovaný náboj  a princípom superpozície je celkové pole týchto dvoch nábojov v kovovej guľôčke nulové. Zákon o zachovaní elektrického náboja a kvôli elektroneutralite lopty sa prebytočný náboj rovná, Je vytlačená na povrch lopty a je na nej rovnomerne rozložená, pretože náboje vo vnútri kovu nevytvárajú pole a neovplyvňujú rozloženie náboja na povrchu lopty.

№ 1   Elektrón lietajúci vodorovne rýchlosťou = 1500 km / s letel do jednotného elektrického poľa s intenzitou E  = 100 V / cm, smerované vertikálne smerom nahor. Aká je veľkosť a smer rýchlosti elektrónov t= 10 -9 s?

№ 2   Dva rovnaké ploché vzduchové kondenzátory zapojené do série a pripojené na zdroj elektrického prúdu s konštantným EMF. Dielektrikum s dielektrickou konštantou  = 4 sa zavádza do jedného z nich. Dielektrikum vyplní celý priestor medzi doskami kondenzátora. Ako a koľkokrát zmení elektrické pole v tomto kondenzátore?

№ 3 Na doskách plochého vzduchového kondenzátora s plochou dosiek S = 150 cm2 je náboj q = 5 -10 -8C1. Aká je sila vzájomnej príťažlivosti medzi doskami a objemovou hustotou energie poľa kondenzátora?

№ 4   Pre čas τ = 10 С s jednotne sa zvyšujúcou prúdovou silou od nuly do určitého maxima odporu vodiča R= 25 ohm uvoľneného množstva tepla Q  = 40 kJ. Určte priemernú intenzitu prúdu<ja\u003e v vodiči.

№ 5   V tej dobe dirigenta τ = 10 s rovnomerne sa zvyšujúcim prúdom z ja  1 = 1,5 A až ja  2 = 3 A množstvo uvoľneného tepla Q= 15 kJ. Nájdite odpor R  vodič.

№ 6 V dĺžke medeného vodiča l = 1,5 m a prierezová plocha S= 0,4 mm 2 prúd. Zároveň je každú sekundu pridelené množstvo tepla Q= 0,35 J. Koľko elektrónov prejde v priebehu 1 sekundy cez prierez tohto vodiča?

№ 7   Vo vnútri dlhého solenoidu kolmo na jeho os je vodič dĺžky l= 5 cm, cez ktorý prúd prechádza silou ja  1 = 10 A. Aká sila pôsobí na vodič, ak má solenoid n= 25 otáčok na centimeter dĺžky a prúdové toky jeho vinutím ja  2 = 5 Oh?

№ 8    V jednotnom magnetickom poli s indukciou B = 0,1 T je umiestnená plochá drôtová cievka, ktorej plocha S = 10,3 cm2 a odpor R = 2 ohmy, takže jeho rovina zviera uhol  = 40 s indukčnými vedeniami. Cievka je uzavretá na galvanometri. V akom uhle sa otočila, ak celkový náboj, ktorý prešiel galvanometrom pri otáčaní, q  = 7,5 - 10-5 Cl.

№ 9   Zdroj prúdu je uzavretý na odporu cievky R  = 58 ohmov. Časom t  = 0,1 s, prúd cievky dosiahol 96% maximálnej hodnoty. Určite indukčnosť cievky.

№ 10   Oscilačný obvod sa skladá z plochého kondenzátora a indukčnej cievky L  = 5 mH. Vzdialenosť medzi platňami kondenzátora d  = 3 mm, plocha dosiek S  = 2,5 cm2, dielektrika - sľuda (1 = 6,0). Koľko hertzov bude frekvencia oscilácie v obvode meniť, ak nahradíte izolátor v kondenzátore parafínom ( 2 = 2,0)?

Možnosť č

№ 1   Tri rovnaké bodové náboje q 1 = q 2 = q  3 = 2 nC sú na vrcholoch rovnostranného trojuholníka so stranami = 10 cm Určite modul a smer sily pôsobiacej na jednu z nábojov ďalšími dvoma.

№ 2   Elektrická kapacita dvoch kondenzátorov C 1   = 3 uF a C 2   = 5 µF zapojené do série a pripojené k zdroju konštantného napätia U = 12 V. Určite náboj každého kondenzátora a rozdiel potenciálov medzi jeho platňami

№ 3    Nájdite silu príťažlivosti F medzi doskami plochého kondenzátora, ak je plocha každej dosky S = 100 cm 2, vzdialenosť medzi nimi d = 3 mm, dielektrická konštanta média medzi doskami ε = 3,5. Kondenzátor je pripojený na zdroj jednosmerného prúdu. U = 250 V.

№ 4   Dva zdroje s rôznym EMF ( 1 = 1,0 V,  2 = 2 V) a vnútorné odpory (r  1 = 0,5 ohm a r 2 = 0,1 ohm) zapojené paralelne s vonkajším odporom R, Stanovte hodnotu tohto odporu, ak ampérmeter pripojený k obvodu prvého prvku zobrazuje 1,5 A. Odpor ampérmetra R   = 0,05 ohm.

№ 5   Odpor vodiča R= 10 ohm, rovnomerne sa zvyšujúci prúdový prúd. Postupom času τ = 8 sekúnd v vodiči uvoľnilo množstvo tepla Q  = 2500 J. Nájdite náboj qv tomto čase, ak je prúdová sila v počiatočnom okamihu času ja 0 =0.

№ 6   Medzi doskami plochého kondenzátora S= 250 cm2 je každý V= 0,5 litra vodíka. Koncentrácia iónov v plyne n= 5,3 - 107 cm-3. Aké napätie U  musí sa aplikovať na dosky kondenzátora, aby sa prúd dostal silou ja= 2,5 µA? Mobilita pozitívnych vodíkových iónov b  + = 5,4 - 10-4 m2 / V, s negatívnym výsledkom b  - = 7,4 - 10-4 m 2 / V.

№ 7    Ako umiestniť rovný hliníkový vodič do jednotného magnetického poľa s indukciou = 0,04 T a aká je sila prúdu, ktorý ním prúdi tak, aby bol v rovnováhe. Polomer vodiča R = 1 mm.

№ 8   Medený štvorcový rám S  = 25 cm2 umiestnené v magnetickom poli s indukciou B  = 0,1 T. Rovina rámu je kolmá na silové sily poľa. Koľko elektriny prejde pozdĺž obrysu rámu s zmiznutím magnetického poľa? Prierez medeného drôtu S  0 = 1 mm2.

№ 9   elektrického obvoduobsahujúca indukčnosť cievky L  = 2.5 GN a zdroj prúdu. Bez prerušenia obvodu sa zdroj prúdu odpojí. Časom t  = 5 ms, prúd v cievke sa zníži na 0,001 pôvodnej hodnoty. Stanovte odpor cievky.

№ 10   Kapacita kondenzátora C  = 500 pF zapojených paralelne s dĺžkou cievky l  = 30 cm a prierez S  = 4,5 cm2 obsahujúci N  = 1000 otáčok. Jadro je nemagnetické. Nájdite frekvenciu    obrys oscilácie.

18.20 , V sérii sú pripojené dva kondenzátory navrhnuté pre maximálne napätie 300 V, ale s rozdielnou kapacitou 500 a 300 pF. Aké je najväčšie napätie, ktoré možno použiť na takýto kompozitný kondenzátor?

18.21 , Tri kondenzátory s kapacitou 1, 2 a 3 mikrofarady sú zapojené do série a pripojené na zdroj napätia s napätím 220 V. Určite náboj každého kondenzátora (v μC).

18.22 , Dva identické ploché vzduchové kondenzátory sú zapojené do série a pripojené na zdroj napätia. Keď bol jeden z kondenzátorov ponorený do kvapalného dielektrika, náboje na doskách kondenzátora sa zvýšili 1,5-krát. Nájdite dielektrickú konštantu dielektrika.

18.23 , Vo vnútri plochého kondenzátora paralelne s jeho doskami je umiestnená dielektrická doska, ktorej plocha je rovná ploche dosiek a hrúbka je polovičná vzdialenosť medzi nimi. Koľko percent zvýši kapacitu kondenzátora, ak je dielektrická konštanta dosky 4?

18.24 , Aká by mala byť kapacita (v pF) kondenzátora, ktorý musí byť zapojený do série s kondenzátorom 800 pF, aby sa získala batéria kondenzátorov s kapacitou 160 pF?

18.25 , Plochý kondenzátor s kapacitou 20 pF je zapojený v sérii s rovnakým kondenzátorom, ale s vyplneným dielektrikom s dielektrickou konštantou 3. Nájdite kapacitu (v pF) takejto batérie.

18.26 , Vzduchový plochý kondenzátor s kapacitou 5 mikrofarád je naplnený dielektrickou kvapalinou s dielektrickou konštantou 6. Ktorý kondenzátor (v mikrofaradoch) musí byť zapojený v sérii s kondenzátorom tak, aby táto batéria mala kapacitu 5 mikrofarád?

18.27 , Dva kondenzátory, ktorých kapacitné kapacity sú 2 a 4 μF, sú zapojené do série a pripojené k zdroju napätia s EMF 75 V. Nájdite potenciálový rozdiel oproti väčšiemu kondenzátoru.

18.28 , Dva identické ploché vzduchové kondenzátory sú zapojené do série a pripojené na zdroj napätia. Do jedného z nich sa vloží izolátor (ε = 3), ktorý vyplní celý priestor medzi doskami. Koľkokrát sa zníži intenzita poľa v tomto kondenzátore?

18.29 , Dva identické vzduchové kondenzátory sú zapojené do série a pripojené na zdroj konštantného napätia. Jedným z nich je trojnásobok vzdialenosti medzi platňami. Koľkokrát sa zníži intenzita poľa v tomto kondenzátore?

18.30 , Dva identické vzduchové kondenzátory sú zapojené do série a pripojené na zdroj konštantného napätia. Jeden z nich znižuje trikrát vzdialenosť medzi platňami a druhý zvyšuje trikrát. Koľkokrát bude pokles napätia na druhom kondenzátore?

18.31 , Plochý kondenzátor 5 pF so vzdialenosťou medzi doskami 2 mm je pripojený na zdroj napätia s EMF 2 V. Rovná kovová doska s hrúbkou 1 mm je zavedená rovnobežne s priestorom medzi doskami tak, že úplne zakrýva dutinu vo vnútri kondenzátora. Určite množstvo náboja (v pC), ktoré prejde cez zdroj so zavedením platne.