Задачник по физике для поступающих в вузы: электричество, колебания, оптика - Борисов С.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Шарик массой т и зарядом. 4, подвешенный на изолирующей нити, помещен в однородное горизонтальное электрическое поле напряженностью Е (рйс. 1.12). Каким должно быть соотношение между q, Е,т и g, чтобы шарик, будучи отпущен из крайнего нижнего положения (точка В), смог подняться до положения, в котором нить горизонтальна (точка С)?
Жесткое тонкое непроводящее .кольцо, расположенное в горизонтальной плоскости, может свободно вращаться вокруг своей вертикальной неподвижно закрепленной оси (рис. 1.13). Кольцо равномерно заряжено и имеет около точки А небольшой зазор. Что произойдет с кольцом после включения
у.
-----р
I
¦Е I
В
т, q
Рис. 1.12
Рис. 1.13
в
электрического поля, направленного перпендикулярно 04? Как изменится максимальная скорость точек кольца, если зазор увеличить вдвое?
С.8. Три одинаковых шарика с одинаковыми зарядами помещены в вершинах равностороннего треугольника. В первом случае все три шарика одновременно предоставляются самим себе. Во втором случае отпускается лишь один из шариков, а два остальных удерживаются в покое. В каком случае скорость отпущенных шариков будет больше и во сколько раз?
С.9. Какую работу нужно совершить, чтобы
повернуть диполь на 180° вокруг его ¦ ? Я* ^
оси в поле точечного заряда Q (рис. 1.14)?
в
т.
Рис. 1.14
1.2. Проводники и диэлектрики в электрическом поле Программа А.
А.1. Два точечных заряда взаимодействуют между собой в вакууме с силой Fj^lO"5 Н, а на таком же расстоянии в некоторой среде - с силой F2a4xl0'* Я. Чему равна диэлектрическая проницаемость среды?
А.2. Два маленьких одинаковых металлических равнозаряженных шарика подвешены в одной точке на двух нитях равной длины. Изобразите их расположение, если: а) вся система находится в воздухе; б) вся система погружена в керосин (диэлектрик). Силой Архимеда пренебречь.
А.З. Металлическая пластинка толщины d помещена в однородное электрическое поле перпендикулярно силовым линиям. Изобразите картину силовмх линий. Чему равна напряженность поля внутри пластинки?
А.4. Пластинка из диэлектрика (е=2) помещена r однородное электрическое поле напряженностью перпендикулярно силовым линиям. Чему равна напряженность поля внутри диэлектрика? Изобразите картину силовых Линий.
9
А.5. Два шарика с зарядами ф, и Q2 соединяют тонкой проволокой. В какую сторону будет перетекать по ней заряд, если Ql>Q1. а потенциалы шаров находятся в соотношении: Ф1>Ф1 ?
A.б. Два одинаково заряженных металлических шарика с радиусами J?j и соединяют тонкой проволокой.. В каком соотношении будут находиться заряды шаров, если проволоку убрать?
Программа В.
B.1. Металлический незаряженный шар помещен в однородное электрическое поле. Изобразите картину силовых линий и эквипотенциальных поверхностей.
В.2. а) Чему равна диэлектрическая проницаемость металла? б) Как ведет себя вещество с диэлектрической проницаемостью е=1 во внешнем электрическом поле?
В.З. Как будет вести себя незаряженный проводящий шарик, помещенный в неоднородное электрическое поле (рис.
1.15)?
В.4. Точечный заряд q находится на расстоянии а от бесконечной заземленной плоскости. Нарисуйте картину силовых линий. Чему равна сила взаимодействия между зарядом и плоскостью?
В.5. Точечный заряд помещен в центре проводящей сферы. Как изменится потенциал и напряженность в некоторой точке вне сферы, если точечный заряд сместить из центра сферы в направлении этой точки?
В;6. Имеются две проводящие концентрические сферы. В каком случае разность потенциалов между сферами будет больше, если: а) внутренней сфере сообщен заряд Q, а внешняя заземлена; б) внешней сфере сообщен заряд Q, а внутренняя заземлена?
В.7. Постройте графикизазисимостей напряженности и потенциала электрического ппля от расстояния для следующей сис-
-е—h
10
темы: точенный заряд +Q находится в центре металлической сферической оболочка, к которой примыкает сферическая оболочка из диэлектрика (рис. 1.16).
B.8. Металлический заряженный шар окружают тонкой проводящей оболочкой большего радиуса. Если на короткое время соединить шаре оболочкой проводником, то потенциал шара станет равным <pj.
Если вместо этого заземлить оболочку, то он станет равным <р2. Чему был равен первоначальный потенциал шара?
Программа С.
C.1. Металлический незаряженный шар помещен на некотором расстоянии от точечного заряда. Будет ли он двигаться, если его предостапить самому себе? Зависит ли ответ от знака заряда?
С.2. Две параллельные металлические пластинки площадью S помещены в однородное электрическое поле напряженностью Е перпендикулярно силовым линиям (рис. 1.17).
Пластинки замыкают проводником наког ротко. Какой заряд протечет но проводнику после замыкания?
С.З. Три бесконечные металлические пластины
расположены параллельно друг другу. Средняя пластина заряжена с поверхностной плотностью о . расстояния от нее до двух других незаряженных пластин равны </, и d2. Какой будет поверхностная плотность заряда на этих двух пластинах при их одновременном заземлении?
