 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Задачи для самостоятельного решения. 22. Определить потенциал самолета, скорость которого равна 300 м/с, путем столкновения с пылинками массой 10-15 г
22. Определить потенциал самолета, скорость которого равна 300 м/с, путем столкновения с пылинками массой 10-15 г, обладающими зарядом в 10е (е - заряд электрона).
О т в е т: 2,8∙104 В.
23. Сколько электронов содержит заряд пылинки с массой т = 10-11 г, если она удерживается в равновесии в плоском конденсаторе с расстоянием между пластинами 5 мм, заряженными до разности потенциалов φ1 – φ2 = 76,5 В?
О т ве т: 40.
24. Какую скорость приобретает электрон, пройдя разность потенциалов 300 В?
О т в е т: ve = 1,2∙109 см/с.
25. Энергию частиц часто выражают в электроновольтах (эВ). 1 эВ соответствует работе электрических сил при перемещении электрона между точками, потенциалы которых разнятся на 1 В. Выразить в электроновольтах:
а) энергию электрона, летящего со скоростью 103 км/с;
б)среднюю энергию поступательного движения молекулы азота при 0° С;
в) работу удаления молекулы азота с поверхности Земли в бесконечность.
О т в е т: а) 2,84 эВ; б) 3,53∙10-2 эВ; в) 18,1 эВ.
26. Две материальные точки заряжены разноименными зарядами в 10-8 Кл и расположены на расстоянии 1 см друг от друга. Какова потенциальная энергия этой системы, и какую работу нужно совершить, чтобы удалить на бесконечность один из зарядов?
О т в е т: П = - 9∙10-5 Дж; А = 9∙10-5 Дж (потенциал на бесконечности полагается равным нулю).
27. Какие скорости получат заряды, указанные в предыдущей задаче, при удалении их под влиянием взаимного отталкивания на бесконечность, если они заряжены одноименно? Масса каждого из них равна 10-6 г.
О т в е т: v = 424 м/с.
28. Определить работу по полному разделению разноименных зарядов в 2∙10-8 Кл, расположенных на обкладках сферического конденсатора с радиусами соответственно 5 и 9 см.
О т в е т: 
; А = 5,6∙10-5 Дж.
29. На какое расстояние могут сблизиться два электрона, если они летят навстречу друг другу со скоростью v = 6∙108 см/с?
О т в е т: 1,4∙10-11 м.
30. Потенциал ионизации атома ртути φHg = 10,4 В. Какой наименьшей скоростью vmin должен обладать электрон, чтобы ионизировать атом ртути при ударе?
О т в е т: vmin =1912 км/с.
31. Шарик, радиус которого равен 2 см, заряжен зарядом q = (1/3)∙10-8 Кл. Начертить эквипотенциальные поверхности, следующие через 300 В, и силовые линии.
32. Поток электронов, получивших скорость под действием напряжения, равного U1 = 5000 В, влетает в середину между пластинками плоского конденсатора. Какое самое меньшее напряжение следует приложить к пластинам конденсатора, чтобы электроны не вылетали из него, если размеры конденсатора таковы: длина b = 5 см, расстояние между пластинками d = 1 см?
О т в е т: 
; U2 = 400 В.
33. Электрон движется по направлению силовых линий однородного поля, напряженность которого равна 1,2 В/см. Какое расстояние он пролетит в вакууме до полной потери скорости, если его начальная скорость 1000 км/с? Сколько времени будет длиться полет?
О т в е т: 2,37 см; 4,7∙10-8 с.
34. Электрон вырван из средней части катода, который выполнен в виде тонкой металлической нити длиной l = 20 см. На катоде равномерно распределен заряд q= - 10-10 Кл. Определить скорость, которую будет иметь электрон в точке, отстоящей от оси катода на расстоянии 1 см. Радиус катода равен 0,1 см. Начальной скоростью электрона можно пренебречь.
О т в е т: v = 3,8∙106 м/с.
35. На прямой, проходящей через точечные заряды +(50/3)∙10-9 Кл и –
3∙10-7 Кл, расстояние между которыми 21 см, найти точку, где потенциал равен нулю.
О т в е т: 7 см от заряда +(50 /3)∙10-9 Кл.
36. До какого напряжения необходимо зарядить телефонный конденсатор емкостью 2 мкФ, чтобы на нем находился такой же заряд, как на лейденской банке емкостью10-9 Ф, заряженной до напряжения 30 кВ?
О т в е т: U = 671 В.
37. Для определения емкости электрометр был заряжен до потенциала φ1 а затем соединен тонкой проволокой с шаровым проводником, радиус которого равен r0. После соединения электрометр показал потенциал φ2. Найти электроемкость электрометра.
О т в е т: 
.
38. Имеются три конденсатора, включенные по схеме (рис. 23), с емкостями соответственно: С1 = 2 мкФ; С2 = 3 мкФ; Сз = 1 мкФ. Чему будет равна емкость, включенная между точками A и В?
О т в е т: 2,2 мкФ.
39. Какова емкость батареи конденсаторов, соединенных по схеме (рис.24)?
О т в е т: 
40. Два конденсатора емкостью по 1 мкФ соединены параллельно. Какая получится разность потенциалов, если соединить их последовательно и если первоначально к ним была приложена разность потенциалов 220 В?
О т в е т: U = 440 В.
41. Имеются два конденсатора по 100 мкФ каждый. Один из них заряжен до напряжения 100 В. Конденсаторы соединяют параллельно. Как изменится при этом напряжение?
О т в е т: 50 В.
42. Несколько одинаковых сферических капелек ртути заряжены одноименно до одного потенциала. Как изменится потенциал большой капли, получившейся от слияния этих капелек?
О т в е т: 
, где п - число капелек.
43. Две проводящие концентрические сферы имеют радиусы r1 = 10 см и r2 = 20 см. На каждой из них равномерно распределен заряд q = +1,67∙10-8 Кл. Чему равна разность потенциалов между ними и как зависит напряженность поля от расстояния до центра сферы?
О т в е т: U = 750 В.
44. Плоский воздушный конденсатор с площадью пластин 200 см2 и расстоянием между ними 0,3 см заряжен до 600 В. Какую работу надо совершить, чтобы увеличить расстояние между пластинами до 0,5 см? Задачу решить для двух случаев: 1) при раздвижении пластин конденсатор отключен от батареи; 2) конденсатор остается все время соединенным с батареей.
О т в е т: 1) АI = 71,2∙10-7 Дж; 2) А2 = 42,5∙10-7 Дж.
3. ДИЭЛЕКТРИКИ
В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПОЛЕ
Напряженность электрического поля вблизи поверхности Земли составляет примерно 100 В/м. Однако при такой большой напряженности заметных электрических токов с поверхности Земли не наблюдается. Это значит, что наша атмосфера не является проводником и обладает достаточно хорошими диэлектрическими свойствами. В окружающей атмосфере практически отсутствуют свободные электрические заряды. Однако диэлектрические свойства атмосферы нарушаются, когда происходит ее существенная ионизация. При электрических полях, когда не возникает ионизация, имеет место явление поляризации.
Поиск по сайту: