Задачи для самостоятельного решения. Задача 3.13. Плоский конденсатор заполнен диэлектриком и на его пластины подана некоторая разность потенциалов

Задача 3.13. Плоский конденсатор заполнен диэлектриком и на его пластины подана некоторая разность потенциалов. Его энергия при этом
W = 20 мкДж. После того как конденсатор отключили от источника напряжения, диэлектрик вынули из конденсатора. Работа, которую надо было совершить против сил электрического поля, чтобы вынуть диэлектрик,
А = 70 мкДж. Найти диэлектрическую проницаемость e диэлектрика.

Ответ: e = 4,5.

Задача 3.14. Конденсатор с парафиновым диэлектриком (ε = 2.0) ёмкостью С = 44.2 пФ заряжен до разности потенциалов U = 150В и отключен от источника. Напряженность поля внутри конденсатора Е = 600В/м.

Определите поверхностную плотность заряда пластин конденсатора и

как изменится энергия конденсатора при увеличении расстояния между пластинами в два раза d₂ = 2 d₁?

Ответ:

Задача 3.15. Два металлических шарика, первый с зарядом
q ₁ = 10 нКл и радиусом R ₁ = 3 см и второй с потенциалом j₂ = 3 кВ и радиусом R ₂ =2 см, соединены проволочкой, емкостью которой можно пренебречь.

Найдите: а) потенциал j₁ первого шарика до разряда;

б) энгергии W ₁ и W ₂ каждого шарика до разряда;

в) заряд q ₂ ¢ и потенциал j₂¢ второго шарика после разряда;

г) работу разряда.

Ответ: а) j₁ = 3 кВ; б) W ₁ = 15 мкДж, W ₂ = 90 мкДж;

в) q ₂ = 12 нКл, j₂¢ = 5,4 кВ; г) А = 24 мкДж.

Задача 3.16. Два металлических шарика, первый с зарядом
q ₁ = 10 нКл и радиусом R ₁ = 3 см и второй с потенциалом j₂ = 3 кВ и радиусом R ₂ =2 см, соединены проволочкой, емкостью которой можно пренебречь.

Найдите: а) заряд q ₂ второго шарика до разряда;

б) заряд q ₁¢ и потенциал j₁¢ первого шарика после разряда;

в) энергию W соединенных проводником шариков;

г) тепло, выделевшееся при соединении шариков проволочкой.

Ответ: б) q ₂ = 20 нКл;

г) q ₁ = 18 нКл, j₁¢ = 5,4 кВ; е) W = 81 мк Дж;
ж) А = 24 мкДж.

Задача 3.17. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S = 0,01 м², расстояние между ними d = 5 мм. Какая разность потенциалов U была приложена к пластинам конденсатора, если известно, что при разряде конденсатора выделилось Q = 4,19 мДж тепла?

Ответ: U = 21,7 кВ.

Задача 3.18. Конденсатор ёмкостью C₁ = 3 мкФ зарядили до разности потенциалов U₁ =300 В, а конденсатор ёмкостью C₂ = 2мкФ - до U₂ = 200В. После зарядки и отсоединения от источника питания конденсаторы соединили параллельно.

Найдите разность потенциалов на обкладках конденсаторов после соединения. Как изменится энергия этой системы конденсаторов после их соединения?

Задача 3.119 Два металлических шарика радиусами R₁ = 5см и R₂ = 10см имеют заряды q₁ = 40 нКл и q₂ = 40 нКл соответственно.

Найдите потенциалы этих шаров. Найдите энергию, которая выделится при разряде, если шары соединить проводником, емкость которого пренебрежимо мала.

Ответ:

Задача 3.20. 177. К батарее с э.д.с. Е = 300 В подключены два плоских конденсатора емкостями С₁ = 2 пФ и С₂ = 3 пФ.

Определите заряд Q и U на пластинах конденсаторов при их последовательном соединении.

Определите заряд Q и U на пластинах конденсаторов при их параллельном соединении.

Ответ:

Задача 3.21. Плоский конденсатор, заполненный диэлектриком, заряжен до некоторой разности потенциалов. Его энергия при этом W = 20 мкДж. После того как конденсатор отключили от источника, диэлектрик вынули из конденсатора, при этом была совершена работа равная А = 70 мкДж.

Определите диэлектрическую проницаемость диэлектрика ε.

До какого напряжения был первоначально заряжен конденсатор, если расстояние между пластинами d = 0,02м., а площадь каждой из них равна S = 100см²?

Ответ:

Задача 3.22. Два металлических шарика радиусами R₁ = 5см и R₂ = 10см имеют заряды q₁ = 40 нКл и q₂ = 40 нКл соответственно.

Определите величину заряда, прошедшего по проводнику соединяющему шарики, при установлении равновесия системы. Емкость соединительного проводника пренебрежимо мала.

Найдите изменение энергии первого шарика, если шары соединить проводником, емкость которого пренебрежимо мала.

Ответ:

Поиск по сайту: