Задачи для самостоятельного решения. 45. Два заряда в пустоте взаимодействуют с такой же силой на расстоянии 10 см, как в скипидаре на расстоянии 7 см

45. Два заряда в пустоте взаимодействуют с такой же силой на расстоянии 10 см, как в скипидаре на расстоянии 7 см. Определить диэлектрическую проницаемость скипидара.

О т в е т: ε_r = 2.

46. Между двумя пластинами конденсатора градиент потенциала равен 18840 В/см. Определить плотность заряда на пластинах, если диэлектрическая проницаемость среды равна 2.

О т в е т: σ = 3,34∙10^-5 Кл/м².

47. Две пластины (5 = 2 дм²) находятся в керосине на расстоянии d = 4 мм друг от друга. С какой силой они взаимодействуют, если разность потенциалов между ними (U = 150 В)?

О т в е т: F = 2,5∙10^-4 H.

48. В каком случае сила взаимодействия двух заряженных пластин: а) прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости среды? б) обратно пропорциональна ей?

О т в е т: а) при постоянном напряжении между пластинами; б) при постоянном заряде на пластинах.

49. На плоский воздушный конденсатор толщиной воздушного слоя 1,5 см подается напряжение 39 кВ. 1. Будет ли пробит конденсатор, если пробивная напряженность для воздуха равна 30 кВ/см? 2. Будет ли пробит конденсатор, если внутрь его ввести параллельно стенкам стеклянную пластину толщиной 0,3 см (пробивная напряженность 100 кВ/см).

О т в е т: 1. Нет. 2. Пробьется.

50. Плоский конденсатор заполнен тремя слоями диэлектриков: стеклом с d₁ = 0,35 см; ε_r,1 = 7; парафином с d₂ = 0,21 см, ε_r,2 = 2,1 и фарфором с d₃ = 0,9 cм, ε_r,3 = 4,5. Определить напряженность поля в каждом слое, если к конденсатору приложена разность потенциалов U = 10 кВ.

О т в е т: E_э,1 = 4,08 кВ/см; E_э,2 =13,6 кВ/см; E_э,3 = 6,35 кВ/см.

51. Плоский конденсатор заполнен кристаллом сегнетовой соли так, что остался воздушный зазор толщиной d₁ = 0,l мм. Диэлектрическая проницаемость сегнетовой соли ε_r = 10 000. Расстояние между обкладками конденсатора d = l см и приложена разность потенциалов U₁ = 100 В. Какой будет разность потенциалов, если после отключения конденсатора от источника напряжения убрать кристалл сегнетовой соли?

О т в е т: U = 1 В.

52. Железный шарик, имеющий радиус 5 см и заряд 2∙10^-8 Кл, погружен в масло плотностью 0,8 г/см³ и диэлектрической проницаемостью, равной 3. Какую плотность заряда нужно сообщить дну сосуда, чтобы шарик плавал, не опускаясь на дно?

О т в e т: σ = 9,53∙10^-8 Кл/см².

53. Три пластинки расположены параллельно друг другу на расстоянии 1 мм одна от другой. Каковы разности потенциалов между пластинками, если на первой находится равномерно распределенный заряд плотностью +6,67∙10^-7 Кл/м², на второй 1,33∙10^-6 Кл/м² и на третьей +2∙10^-6 Кл/м²? Как изменится разность потенциалов при заполнении пространства между первой и второй пластинками диэлектриком с ε_r =2. между второй и третьей с ε_r = 7?

О т в е т: U_2,1 = 150 B; U_3,2 = 0; U_3,1 = 150 B;

U_2,1 = 75 B; U_3,2 = 0; U_3,1 = 75 B.

54. Какая разность потенциалов сообщена плоскому конденсатору с площадью пластин 200 см² и толщиной изолятора 0,1 мм, если на его заряжение затрачена работа А = 1∙10^-3 Дж, а ε_r = 6,77?

О т в е т: U = 408 В.

55. Плоский конденсатор, имеющий в качестве изолирующего слоя стеклянную пластинку толщиной d = 2 мм и площадью S =300 см², заряжен до напряжения U = 100 В. Определить работу, которую нужно совершить, чтобы вынуть стеклянную пластинку из конденсатора (трение в расчет не принимать).

О т в е т:

Поиск по сайту: