Сборник задач по физике - Славов А.В.
Скачать (прямая ссылка):
2131. Электрон подлетает к неподвижному точечному отрицательному заряду
<7=-10-5Кл (рис. 21.31). Находясь в точке А на расстоянии гд=20см от
точечного заряда, электрон имеет скорость vA = 106 см/с. На какое
минимальное расстояние гв приблизится электрон к заряду q ?
? vA ^ g Какая кинетическая энергия будет у элек-
-q%-+------0-е----------• трона после того, как он, двигаясь в обратив-
------------------------гл-гс ном направлении, окажется в точке С на
рис 2131 расстоянии гс - 50 см ?
21.32. Электроны, ускоренные разностью потенциалов (фг - ф2), влетают
в электрическое поле отклоняющих пластин электронно-лучевой трубки
параллельно им, а затем попадают на экран, расположенный на расстоянии L
от конца пластин. На какое расстояние h сместится электронный луч на
экране, если на пластины, имеющие длину I и расположенные на расстоянии d
одна над другой, подается напряжение Un ?
21.33. Электрон вылетает из точки, потенциал которой ф0= 1 кВ, со
скоростью и0= 107 м/с в направлении линий напряженности электрического
поля. Определите потенциал <р точки, в которой скорость электрона равна
нулю.
21.34. Из ядра атома радия со скоростью и=2,0-107 м/с вылетает а-частица
массой т=6,67-10"27 кг. Определите энергию частицы и разность
потенциалов, которая обеспечила частице такую энергию. Заряд частицы <7 =
3,2-10~|9Кл.
2135. Протон, летящий по направлению к ядру двукратно ионизированного
неподвижного атома гелия, в некоторой точке поля с напряженностью ?"= 103
кВ/м имел скорость и= 103 м/с. На какое минимальное расстояние протон
приблизится к ядру? Рассмотрите два варианта решения задачи: 1) ядро
гелия остается неподвижным; 2) ядро гелия в результате взаимодействия
приходит в движение.
180
2136. Чему равна потенциальная энергия взаимодействия трех одинаковых
точечных зарядов q, расположенных в вершинах равносторон^ Него
треугольника со стороной П Какую работу надо совершить, бтобьг
расположить эти заряды в линию на расстоянии 2/ друг отдруГа?'Как
изменится потенциальная энергия взаимодействия трех зарядов? " х "
21.37. Заряды q, -2q, 3q расположены в вершинах равностороннего1
треугольника со стороной а. Какая потенциальная энергия этой системы?
21.38. Маленький шарик массой т = 1 г и зарядом д, = 0,15 мкКл движется к
закрепленной сфере из точки, удаленной на большое расстояние от сферы,
имея начальную скорость v- 1 м/с. Заряд сферы q2=0,3 мкКл. При каком
минимальном значении радиуса сферы шарик достигнет ее поверхности?
21.39. От поверхности не закрепленного металлического шара массой М и
радиусом R, заряд которого Q, отрывается одноименно заряженный точечный
заряд q массой т. Какой будет скорость точечного заряда на большом
расстоянии от шара?
21.40. Закрепленному в горизонтальной плоскости тонкому проволочному
кольцу радиусом R = 0,12 м сообщили электрический заряд Q=l,2-КГ6Кл. Из
центра кольца отпустили без начальной скорости небольшой шарик массой т =
8,3 г и зарядом д = 22-1(Г8Кл. Найдите скорость шарика на расстоянии Л =
0,075 м от его начального положения. Какое ускорение шарика в данный
момент падения?
21.41. По наклонной плоскости с углом наклона к горизонту а и высотой h
соскальзывает без трения тело массой т, имеющее заряд -q. Такой же по
модулю положительный заряд +q закреплен в вершине прямого угла (рис.
21.41). Найдите скорость тела в момент перехода на горизонтальную
плоскость.
21.42. Положительный точечный заряд q находится в центре положительно
заряженного кольца радиусом R с зарядом Q. Масса заряда т,
масса кольца 10 т. Кольцо не закреплено. Заряд незначительно смещается
вдоль оси, перпендикулярной плоскости кольца, после чего система кольцо-
заряд приходит в движение. Какой будет скорость точечного заряда на
большом расстоянии от кольца?
181
Электрическая емкость. Конденсаторы
Потенциал уединенного заряженного проводника ср пропорционален его заряду
Q, следовательно, отношение 2/ф=const. Эта константа, обозначаемая буквой
С, называется электрической емкостью уединенного проводника:
Ф
Единице измерения электрической емкости в СИ кулону, деленному на вольт
(Кл/В), присвоено специальное название фарад (Ф): 1 Ф = 1 Кл/1 В.
Электрическая емкость (емкость) проводящего шара (сферы) радиусом R,
помещенного в диэлектрик с относительной диэлектрической проницаемостью
е, с учетом того, что потенциал шара равен Ф = Q/^keZqR, определяется по
формуле
С = 47t??0/?.
Данная формула показывает, что электрическая емкость зависит только от
геометрических размеров, формы проводника и диэлектрических свойств
среды, в которой он расположен.
Электрической емкостью двух проводников (взаимной емкостью), имеющих
разноименные, но равные по модулю заряды Q, называется физическая
величина, равная отношению абсолютного значения заряда Q к разности
потенциалов (ф,-ф2) между проводниками:
с 161 |ф) -Ф2|
Если обозначить разность потенциалов |ф, - ф2| = С/, то электрическая
емкость двух проводников выразится формулой
