Розрахунково-графічна робота

з дисципліни «Фізика»

Виконав: ст. гр.Д-13 Ігнатенко В.А.

Перевірив: викладач Аргун Щ. В.

Харків 2013

Задача№1

Положительные заряды находяться в вакууме на расстоянии друг от друга. Определить работу А, которую надо совершить, чтобы сблизить заряды до расстояния

Решение:

Предположим, что первый заряд остается неподвижным, а второй под. действием внешних сил перемещается в поле, созданном зарядом , приближаясь к нему с расстояния

Работа внешней силы по перемещению заряда Q из одной точки поля с потенциалом в другую, потенциал которой , равна по одулю и противоположна по знаку работе А си поля по перемещению заряда ежду теми же точками:

Работа А сил поля по перемещению заряда внешних сил может быть записана в виде:

(1)

Потенциалы точек начала и конца пути выразятся формулами

Подставляя выражения и в формулу (1) и учитывая, что для данного случая переносимый заряд Q = , получим

Если учесть, что = 9 , т после подстановки и значений величин в формулу и вычислений найдём

Ответ:

Задача 3

В цепь источника постоянного тока с ЭДС включен резистор сопротивление R=50 Ом. Определить N электронов, проходящих через сечение проводов за время t=2c. Сопротивлением источника тока и соединительных проводов пренебречь.

Решение:

Число электронов, проходящих за время t через поперечное сечение, найдём, разделив заряд Q, протекающий за это время через сечение, на элементарный заряд:

N=Q/e,

И с учётом того, что Q=It, I=

N= .

Подставим сюда числовые значения величин и вычислим(элементраный заряд возьмём e=1,6

N=0,7 электронов.

Ответ: N=0,7 электронов, проходящих через сечение проводов.

Задача №2

В цепь источника постоянного тока в ЭДС =70В включён резистор сопротивление R=250 Ом. Определить плотность тока в соединительных проводах площадью поперечного сечения S=5 . Сопротивлением источника тока и соединительных пренбречь.

Решение:

Плотность тока – физическая величина, определяющаяся отношением силы тока к площади поперечного сечения проводника.

(1)

Силу тока определяют по закону Ома для полной цепи, так как сопротивлением источника тока и соединительных проводов можно пренебречь.

I= (2)

При подстановке формулы (2) в формулу (1) получаем

.

Выполнив вычисления, получим, что j =12 А/ .

Ответ: плотность тока j = 12 А/ .

Задача№4

Два плоских конденсатора одинаковой электроемкости соединены в батарею последовательно и подключены источнику тока с электродвижущей силой . Как изменится разность потенциалов на пластинах первого конденсатора, если пространство между пластинами второго конденсатора, не отключая источника тока, заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью

Решение:

До заполнения второго конденсатора диэлектриком разность потенциалов на пластинах обоих конденсаторов была одинакова: .

=

Электроемкостью С первого не изменилась, т.е.

Так, как источник тока не отклчюался, то общая разность потенциалов на батарее конденсаторов осталась прежней, она лишь перераспределилась между конденсаторами. На первом конденсаторе:

=Q/C (1)

где Q – заряд на пластинах конденсатора. Поскольку при последовательном соединении конденсаторов заряд на каждой пластине и на всей батареи одинаков, то

Где = . Таким образом,

Подставив это выражение в формулу (1), найдём

Чтобы найти, как изменилась разность потенциалов на пластинах первого конденсатора, вычислим отношение: /

После подстановки значения получим: / = 1,67.

Ответ: разность потенциалов на пластинах первого конденсатора после заполнения второго конденсатора диэлектриком возросла в 1,67 раза.

Задача№5

Конденсатор электроемкостью был заряжен до разности потенциалов . После отключения от источника тока конденсатор был соединен параллельно с другим незаряженным конденсатором электроемкостью

присоединения второго конденсатора.

Решение:

Энергия, израсходованная на выбрасывание искры, равна

W= (1)

Где энергия, которой обладал первый конденсатор до присоединения к нему второго конденсатора; - энергия, которую имеет батарея, составленная из первого и второго конденсаторов. Подставив в равенство (1)формулу энергии заряженного конденсатора W= C и приняв во внимание, что общая электроемкость параллельно соединённых конденсаторов равно суме электроемкостей отдельных конденсаторов, получим:

(2)

Где электроёмкости первого и второго конденсаторов; разность потенциалов, до которой был заряжен первый конденсатор;

разность потенциалов на зажимах батареи конденсаторов.

Учитывая, что заряд после присоединения второго конденсатора остался, выразим разность потенциалов следующим образом:

.

Подставим это выражение в формулу (2), получим, что

После простых преобразований найдём

Поиск по сайту: