Задачи для самостоятельного решения

⇐ ПредыдущаяСтр 13 из 15Следующая ⇒

1.На элеваторах для определения влажности семян используют зависимость электроемкости конденсатора от влажности. С этой целью между двумя цилиндрическими поверхностями помещают зерно, влажность которого необходимо измерить. Оцените, как изменится электроемкость конденсатора с увеличением влажности семян?

2.Почему два разноимённо заряженных шарика, подвешенные на нитях, начале притягиваются друг к другу, но после контакта сразу же отталкиваются?

3.Поглаживая шерсть кошки ладонью, можно заметить в темноте небольшие искорки, возникающие между рукой и шерстью. Какова причина возникновения искр?

4.Почему для изготовления электрических проводов применяют обычно медную или алюминиевую проволоку?

5.С какой целью провода покрывают слоем резины, пластмассы, лака и т.п. или обматывают бумагой, тканью, пропитанной парафином?

6.Если у магнита отпилить тот конец, на котором находится северный полюс, то получится ли магнит с одним только южным полюсом?

7.Имеются две одинаковые стальные спицы, из которых одна намагничена. Как узнать, какая из спиц намагничена, не пользуясь ничем, кроме самих спиц?

8.В каком месте Земли магнитная стрелка обоими концами показывает на юг?

9.Для селекции сельхозкультур важно отбирать наиболее крупные экземпляры семян. Вручную это делать долго, поэтому семена сортируют, используя разделение семян в электрическом поле плоского конденсатора. Объясните принцип работы такого аппарата.

10.Объясните, для чего в электромагнит помещают железный сердечник?

11.Как объяснить, почему сердечник трансформатора набирается из отдельных тонких пластин?

Расчетные задачи

Задача

1. Если от капли воды, несущей электрический заряд +5е, отделится капелька с электрическим зарядом -Зе, то чему будет равен электрический заряд оставшейся части капли?

Решение.

При отделении отрицательного заряда оставшийся положительный заряд увеличится и станет равным 8е.

2. Во сколько раз изменится сила кулоновского отталкивания двух маленьких бусинок с одинаковыми зарядами, если, не изменяя расстояния между ними, перенести две трети заряда с первой бусинки на вторую?

Решение.

До переноса заряда сила взаимодействия , после переноса

Сила изменилась. Для количественной оценки возьмем соотношение сил до и после переноса: , т.е. она стала меньше в 1,8 раза

3. Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных зарядов, если расстояние между ними уменьшить в 3 раза?

Решение.

Сила взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния, поэтому при уменьшении расстояния в три раза сила взаимодействия увеличивается в З² = 9 раз.

4.На точечный заряд 10 ^-9 Кл в некоторой точке поля действует сила 2·10 ^-8Н. Каков модуль напряженности электрического поля в этой точке?

Решение.

Напряженность поля есть отношение силы, действующей на пробный заряд к величине этого заряда:

5. Определите, куда направлен вектор напряженности электрического поля в точке А, созданный двумя зарядами, равными по величине и противоположными по знаку?

Решение

Направление векторов и их суммы изображены на рисунке. Вектор Е результирующего поля в точке А направлен влево.

6. При перемещении электрического заряда в электрическом поле между точками с разностью потенциалов 10 В силы поля совершили над зарядом работу 5 Дж. Рассчитайте величину заряда.

Решение

Работа сил поля определяется по формуле А = qU, где q — величина переносимого заряда, a U— разность потенциалов между точками переноса. Отсюда . Переносился заряд 0,5 Кл.

7. Вычислите, чему равна общая емкость изображенной на схеме батареи конденсаторов, если С = 2 мкФ?

В данной схеме смешанное соединение емкостей: конденсатор емкостью С включен последовательно с двумя включенными параллельно конденсаторами.

Решение

Общая емкость параллельно подключенных конденсаторов 2С, а емкость всей батареи

8. Рассчитайте, чему равно отношение зарядов q₁ / q₂на обкладках двух конденсаторов с емкостями С и ЗС в изображенной на схеме цепи

Решение

При последовательном включении заряды конденсаторов независимо от их емкостей одинаковы.

Задача 1. Пространство между обкладками плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектриков: слоем стекла толщиной d₁ = 1 см и слоем парафина толщиной d₂ = 2 см. Разность потенциалов между обкладками равна 3000 В. Определите напряженность поля и падение потенциала в каждом из слоев. Диэлектрическая проницаемость стекла ₁ = 7, парафина ₂ = 2.

Решение

В каждом диэлектрике электрические поля будут однородны. Напряженность поля в каждом слое связана с напряженностью поля в отсутствие диэлектрика соотношениями

Отсюда следует: (1)

Воспользуемся связью разности потенциалов с напряженностью для однородного электрического поля:

(2)

Решая совместно (1) и (2), получим:

Задача 2. По схеме, изображенной на рис., определите силу тока, протекающего через батарею в первый момент времени после замыкания ключа К; спустя большой промежуток времени. Параметры элементов схемы и внутреннее сопротивление источника r считать заданными.

Решение

В первый момент времени конденсаторы не заряжены, и ток в цепи, согласно закону Ома, будет равен

В установившемся режиме ток течет через сопротивления R₁ и R₃, и сила тока будет равна

Задача 8. В схеме на рис. 12 ₁ = 2 В, ₂ = 4 В, ₃ = 6 В, R₁ = 4 Ом, R₂ = 6 Ом, R₃ = 8 Ом. Определите силу тока во всех участках.

Решение

Используем правила Кирхгофа. Зададим направления токов I₁, I₂, I₃ . В качестве независимых контуров выберем большой контур, содержащий источники тока ₁ и ₃, и малый контур, содержащий источники тока ₁ и ₂. Обход контуров будем совершать по часовой стрелке. Тогда можно составить следующую систему уравнений:

Решая эту систему уравнений относительно токов, получим следующие значения:

I₁= -0,385 A; I₂=0,077A; I₃=0,308A;

Знак минус означает, что ток I₁ течет в направлении, противоположном выбранному.

Задача 9. Вычислите сопротивление внешней части цепи, если известно, что в ней выделяется мощность Р = 16 Вт. Электродвижущая сила батареи = 16 В, внутреннее сопротивление r = 3 Ом.

Решение:

Если внешнее сопротивление равно R, то на нем выделяется полезная мощность P = I²R. Силу тока в цепи можно найти из закона Ома для полной цепи:

, тогда

Последнее выражение можно записать как квадратное уравнение с неизвестным R:

Решение этого уравнения имеет вид:

Подставляя в полученное решение числа, получим R₁ = 1 Ом; R₂ = 9 Ом.

1. Два заряженных шарика, подвешенных на нитях одинаковой длины, опускают в керосин. Какова должна быть плотность материалов шариков , чтобы угол расхождения нитей в воздухе и керосине был одинаков? Массы шариков равны. Диэлектрическая проницаемость керосина , плотность керосина ₀ = 800 кг/м³

2.Гирлянда елочных фонариков сделана из 40 лампочек, соединенных последовательно и питаемых от городской сети. После того как одна лампочка перегорела, оставшиеся 39 лампочек снова соединили последовательно и включили в сеть городского тока. В каком случае в комнате будет светлее: когда горело 40 лампочек или 39?

3.Два потребителя, сопротивления которых R₁ и R₂, подключаются к сети постоянного тока первый раз параллельно, а второй - последовательно. В каком случае мощность, потребляемая от сети, будет больше?

4. Определите полное сопротивление R показанной на рис. цепи, если R₁ = R₂ = R₅ = R₆ = 3 Ом, R₃ = 20 Ом, R₄ = 24 Ом. Чему равна сила тока, идущего через каждый резистор, если к цепи приложено напряжение U = 36 В?

6.На прямолинейный проводник длиной 50 см, расположенный перпендикулярно линиям магнитной индукции, магнитное поле действует с силой 5 Н, когда по проводнику течет ток силой 20 А. Определите индукцию магнитного поля.

7.С какой силой взаимодействуют два заряда по 10 нКл, находящиеся в вакууме на расстоянии 3 см друг от друга?

8.Электрическая лампочка с сопротивлением нити 400 Ом включена в цепь с напряжением 220 В. Какое количество теплоты выделится при протекании тока в лампочке за 40 мин?

9.В однородное магнитное поле влетает протон со скоростью 5*10⁵ м/с под углом 30° к силовым линиям. Определите величину вектора магнитной индукции, если магнитное поле действует на протон с силой 3,2*10^-14 Н.

10.С какой силой взаимодействуют в вакууме два заряда 1 мкКл и 10 нКл на расстоянии 10 см друг от друга?

11.Электрическая лампочка потребляет ток 0,6 А. Какое количество теплоты выделится при прохождении тока за 10 мин, если сопротивление нити накала равно 200 Ом?

12.В колебательный контур включен конденсатор емкостью 0,6 мкФ и катушка индуктивности 6 мГн. Вычислите период собственных колебаний контура.

13.Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 2 мкФ и индуктивностью 500 мГн. Определите частоту собственных колебаний контура.

Оптика

Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 1386; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 10 11 121314 15 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!