Задачи по физике и методы их решения - Балаш В.А.
Скачать (прямая ссылка):
металлическую коробку с жидким -диэлектриком проницаемостью е. Пластины
конденсатора параллельны стенкам коробки и отстоят от них на расстоянии,
равном d и 3d (рис. 11.17, слева). Определите заряд, прошедший через
источник при погружении конденсатора. Решите задачу при уело-
\К2
и С
ис ,,зс
\К1
HFfrfl
1 \К2
-II-А-II
К1
Рис. 11.15
Рис. 11.16
283
I d
I
гИн
e
Рис. 11.17
вии, что в коробку опущена одна пластина (рис. 11.17, справа).
11.59. Верхняя пластина плоского конденсатора площадью S висит на
пружине, жесткость которой k.. Какую разность потенциалов нужно приложить
к пластинам, конденсатора, чтобы они сблизились до расстояния di?
Начальное расстояние между пластинами равно do.
11.60. Тонкая стеклянная пластинка пробивается при напряженности поля Е =
500 МВ/м. Какое давление испытывает пластинка перед пробоем? Чему равна
плотность связанных зарядов, находящихся на поверхности диэлектрика перед
пробоем? Диэлектрическая проницаемость стекла е = 7.
11.61. Две прямоугольные металлические пластинки длиной
а и шириной b расположены параллельно друг другу на расстоянии d. В
пространство между пластинками был вставлен
диэлектрик с электрической проницаемостью е (рис. 11.18).
Пластинки подключили к источнику ЭДС § и затем отключили. Определите
силу, действующую на диэлектрик со стороны поля конденсатора в
зависимости от расстояния х. Решите задачу при условии, что конденсатор
не отключен от источника напряжения.
11.62. Проводящая сфера радиусом а заземлена через резистор. Какое
количество теплоты выделится в резисторе, если на расстоянии b от центра
сферы поместить точечный заряд q?
11.63. Какое количество теплоты выделится в цепи, изображен-
Рис. 11.18
Рис. 11.19
284
ной на рисунке 11.19, а, б при переключении ключа из положения 1 в
положение 2?
11.64. Расстояние между пластинами плоского конденсатора, присоединенного
к полюсам батареи с ЭДС 180 В, увеличивают с 5 до 12 мм. Площадь пластин
конденсатора 174 см2. Какая работа будет произведена источником? На
сколько изменится при этом энергия конденсатора? Решите задачу при
условии, что конденсатор зарядили и отключили от батареи.
11.65. Плоский конденсатор состоит из двух одинаковых пластин площадью
625 см2, подключенных к источнику постоянного напряжения так, что их
потенциалы относительно земли все время равны +5 кВ и -5 кВ. Расстояние
между пластинами 25 мм. Посредине между обкладками конденсатора
параллельно им устанавливают тонкую металлическую пластину, соединенную с
землей. Какую работу нужно совершить, чтобы передвинуть эту пластину на
расстояние 5 мм к одной из обкладок?
11.66. Вычислите энергию слоистого конденсатора, рассмотренного в задаче
11.34, если площадь его обкладок будет равна 100 см2.
11.67. Маленький шарик, масса которого ничтожно мала, имеет заряд q и
находится на расстоянии R от очень большой проводящей пластины. Какую
силу нужно приложить к шарику, чтобы он находился в равновесии? Чему
равны напряженность и потенциал электрического поля в точках, лежащих на
перпендикуляре, проведенном через шарик к поверхности пластины, и
удаленных от шарика на расстояние R7 Какова напряженность и потенциал
поля в точках на поверхности пластины, удаленных от основания
перпендикуляра на расстояние ./??
11.68. Заряд q расположен на высоте h над проводящей плоскостью. Какую
работу нужно совершить против сил поля, чтобы удалить этот заряд в
бесконечность?
Г л а в а 12
постоянный ток
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ЗАКОНЫ И ФОРМУЛЫ
1. Средняя сила электрического тока по определению равна:
/ = ~, . (12.1)
где q - заряд, прошедший через данное сечение за время t. Плотностью
тока, проходящего через проводник с площадью поперечного сечения S,
называется отношение
/ = ~• (12.2)
285
При равномерном движении потока заряженных частиц со скоростью v
плотность тока
1 = nqv,
где п - концентрация заряженных частиц в потоке; q - заряд одной частицы.
2. Если на участке электрической цепи, не содержащем ЭДС и имеющем
сопротивление R, поддерживать постоянную разность потенциалов
(напряжение) cpi - <р2 = U, то согласно закону Ома по участку течет ток
j __ ф! - ф2 U
R R
(12.3)
За направление тока принимают направление движения положительных зарядов,
отрицательные заряды движутся навстречу току.
Сопротивление однородного проводника длиной / с постоянным сечением S
равно:
R = Q-j> (12.4)
где р - удельное сопротивление материала.
Для большинства металлов вблизи 0° С существует температурный интервал, в
пределах которого
Q = Qo(l+aO, (12.5)
где q - удельное сопротивление при температуре t\ ро - при 0° С; а -
температурный коэффициент сопротивления.
3. При последовательном соединении проводников конец предыдущего
проводника соединяется с началом последующего и между проводниками ток не
разветвляется.
Если п проводников сопротивлением R\, R2 Rn соединены
между собой последовательно, то через проводники течет, одинаковый ток и
напряжение Uо на концах соединения равно сумме напряжений на отдельных
