Задания для самостоятельного решения

1 С какой силой взаимодействуют два заряда по 10 нКл находящиеся на расстоянии 3 см друг от друга?

2 На каком расстоянии друг от друга заряды 1 мкКл и 10 нКл взаимодействуют с силой 9 мН?

3 Во сколько раз надо изменить расстояние между зарядами при увеличении одного из них в 4 раза, чтобы сила взаимодействия осталась прежней?

4 Два шарика, расположенные на расстоянии 10 см друг от друга, имеют одинаковые отрицательные заряды и взаимодействуют с силой 0,23 мН. Найти число избыточных электронов на каждом шарике.

5 Во сколько раз сила электрического отталкивания между двумя электронами больше силы их гравитационного притяжения друг к другу?

6 Заряды 90 и 10 нКл расположены на расстоянии 4 см друг от друга. Где надо поместить третий заряд, чтобы силы, действующие на него со стороны других зарядов, были равны по модулю и противоположны по направлению?

7 В некоторой точке поля на заряд 2 нКл действует сила 0,4мкН. Найти напряжённость поля в этой точке.

8 Какая сила действует на заряд 12 нКл, помещённый в точку, в которой напряжённость электрического поля равна 2 кВ/м?

9 С каким ускорением движется электрон в поле напряжённостью 10кВ/м?

10 Найти напряжённость поля заряда 36 нКл в точках, удалённых от заряда на 9 и 18 см.

11 В вершинах равностороннего треугольника со стороной а находятся заряды +q, +q и -q. Найти напряжённость поля Е в центре треугольника.

Задание для самостоятельной работы:

Задача 1.

Два точечных заряда на расстоянии r в определенной среде взаимодействуют с силой F.

Определить параметры соответствующие варианту.

вариант	заряд 1	заряд 2	расстояние	сила	диэлектрическая проницаемость среды
1	20нКл.	?	5см	120мкН	1
2	-19мкКл	16нКл	10см	?	81
3	-2нКл	?	12см	5мкН	39
4	?	19мкКл	30мм	20мкН	1
5	15нКл	20нКл	15см	?	5
6	-15мкКл	10мкКл	50мм	13Н	?
7	6нКл	3нКл	12см	?	3
8	?	9нКл	3см	10мкН	81
9	16нКл	12нКл	15см	26мкН	?
0	12нКл	16нКл	10см	?	39

Задача 2

Укажите направление результирующей силы, действующей на точечный заряд, находящиеся в вершине равностороннего треугольника. Выполнить рисунок.

Рассчитайте параметры соответствующие варианту.

вариант	заряд 1	заряд 2	заряд 3	расстояние	сила результирующая
1	-19мкКл	-12мкКл	10мкКл	10см	F₁
2	20нКл	-15нКл	10нКл	12см	F₂
3	-12нКл	15нКл	-10нКл	6см	F₃
4	16мкКл	12мкКл	15мкКл	30мм	F₁
5	-15нКл	10нКл	20нКл	5см	F₂
6	20нКл	12нКл	-15нКл	10см	F₃
7	12нКл	20нКл	16нКл	3см	F₁
8	-10мкКл	-15мкКл	20мкКл	50мм	F₂
9	-15нКл	-19нКл	12нКл	12см	F₃
0	12нКл	-10нКл	16нКл	9см	F₂

Литература:

¾ Г.Я.Мякишев, Физика учебник 10 кл. 2010 г.

¾ А.П.Рымкевич. Сборник задач по физике 10-11 кл. 2010 г.

¾ С.А.Смирнов. Сборник задач по физике.2010 г

¾ Физика: учебник/Под ред. Ю.И.Дика, Н.С.Пурышевой- М.:ФОРУМ: ИНФРА-М,2013

Практическое занятие №12

По теме «Конденсаторы. Электроемкость. Соединение конденсаторов в батареи»

Цель: Закрепить знания по теме «Конденсаторы», сформировать умения и навыки нахождения физической величины, её выражение из формулы.Научится рассчитывать смешанные соединения конденсаторов.

Теория:

ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ
- характеризует способность двух проводников накапливать электрический заряд.
- не зависит от q и U.

- зависит от геометрических размеров проводников, их формы, взаимного расположения, электрических свойств среды между проводниками.

Единицы измерения в СИ: ( Ф - фарад )

КОНДЕНСАТОРЫ

- электротехническое устройство, накапливающее заряд
( два проводника, разделенных слоем диэлектрика ).

Обозначение на электрических схемах:

Электроемкость плоского конденсатора

Включение конденсаторов в электрическую цепь параллельное и последовательное

Тогда общая электроемкость (С):

при параллельном включении

.
при последовательном включении

ЭНЕРГИЯ ЗАРЯЖЕННОГО КОНДЕНСАТОРА

Конденсатор - это система заряженных тел и обладает энергией.
Энергия любого конденсатора:

Энергия конденсатора равна работе, которую совершит электрическое поле при сближении пластин конденсатора вплотную, или равна работе по разделению положительных и отрицательных зарядов , необходимой при зарядке конденсатора.

Задача 1 Площадь каждой пластины плоского конденсатора 401 см². Заряд пластин 1,42 мкКл. Найти напряженность поля между пластинами.

Дано:

Найти: Е-?

Решение:

Ответ: Е = 4000 кВ/м.

Задача 2 Разность потенциалов между точками А и В В. Емкость конденсаторов соответственно равна мкФ и мкФ. Определите заряды и и разности потенциалов и на обкладках первого и второго конденсаторов.

Решение:

Определим общую емкость такого соединения: ,

мкФ (сразу считаем в микрофарадах, чтобы не расписывать степени десятки)

Тогда заряд равен: мкКл.

Заряды при последовательном соединении на всех конденсаторах одинаковые, значит для первого: , для второго .

Напряжения на конденсаторах:

В, В.

Ответ: 18 мкКл, 6 В, 3 В.

Задача 3 Определите емкость батареи конденсаторов, изображенной на рисунке. Емкость каждого конденсатора мкФ.

Решение:

Емкости и , поскольку они соединены параллельно, необходимо сложить: мкФ. Тогда получим последовательное соединение трех одинаковых емкостей и , емкость которой вдвое больше. При последовательном соединении емкостей их эквивалентная емкость вычисляется по формуле: . Тогда получим: мкФ.

Ответ: 286 нФ

Задача 4 Емкость батареи конденсаторов, образованной двумя последовательно включенными конденсаторами, 100 пФ, а заряд 20 нКл. Определите емкость второго конденсатора, а также разность потенциалов на обкладках каждого из них, если пФ.

Решение:

Воспользуемся . Тогда (считаем в пикофарадах)

Отсюда , , пФ.

При последовательном соединении заряд на конденсаторах равный: нКл.

Напряжения также получатся одинаковыми:

В, В.

Ответ: В, нКл.

Задача 5. Наибольшая емкость конденсатора 60 мкФ. Какой заряд он накопит при подключении источника постоянного напряжения 60В?

Решение:

Так как , то мКл.

Ответ: 0,36 мКл

Задача 6 . При введении в пространство между пластинами воздушного конденсатора твердого диэлектрика напряжение на конденсаторе уменьшилось с 400 до 100 В. Какова диэлектрическая проницаемость диэлектрика?

Решение:

Рассмотрим сначала конденсатор до введения диэлектрика: , . Заряд остался тем же при введении диэлектрика, а напряжение изменилось: . Тогда , или

Емкость конденсатора, как известно, зависит от площади пластин и расстояния между ними, а также от диэлектрика:

В первом случае, без диэлектрика , а во втором

Найдем и в этом случае отношение емкостей: , или

Ответ: Кл*Кл/Н*м*м

Задача 7 .Площадь пластин конденсатора равна 520 см². На каком расстоянии нужно разместить пластины в воздухе, чтобы емкость конденсатора была равна 50 пФ?

Решение:

Емкость конденсатора без диэлектрика:

Площадь нужно выразить в кв. метрах:

Диэлектрическая проницаемость воздуха .

Выразим из первого выражения нужную нам

величину: м, или 9,2 мм.

Ответ: 9,2 мм

Задача 8 . Конденсатору емкостью 20 мкФ сообщили заряд 5 мкКл. Какова энергия заряженного конденсатора?

Решение:

Энергию электрического поля, накопленную конденсатором, можно вычислить по формуле: – и в этой задаче как раз хорошо будет воспользоваться второй записью.

Тогда: Дж Ответ: 0,625*10^-6Дж

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 491; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 8 9 10 11 121314 15 16 17 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!