Диэлектрики
В пространство между пластинами плоского конденсатора, между которыми поддерживается постоянная разность потенциалов, вводится диэлектрическая пластина с диэлектрической проницаемостью = 3. Во сколько раз изменится сила электростатического взаимодействия между пластинами конденсатора? Толщина пластины составляет половину расстояния между пластинами конденсатора.
Конденсаторы
Два плоских воздушных конденсатора с одинаковыми обкладками заряжены одинаковыми количествами электричества. Расстояние между пластинами одного конденсатора (АА') вдвое больше, чем у второго (ВВ'). Во сколько раз изменится разность потенциалов между пластинами первого конденсатора АА', если второй конденсатор вставить в первый, как показано на рисунке?
Два плоских воздушных конденсатора с одинаковыми обкладками, заряжены одинаковыми количествами электричества. Расстояния между пластинами первого конденсатора (АА') вдвое больше, чем у второго (ВВ'). Во сколько раз изменится разность потенциалов между обкладками конденсатора АА', если конденсатор ВВ' вставить внутрь первого, как показано на рисунке?
Два плоских конденсатора соединены через гальванометр параллельно друг другу. Конденсатор С1, находится во внешнем однородном электрическом поле с напряженностью E0. Силовые линии поля перпендикулярны пластинам конденсатора C1. Суммарный заряд на пластинах конденсаторов равен Q. Какой заряд q протечет через гальванометр после выключения внешнего поля. Расстояние между пластинами конденсаторов равны d1 и d2, площади всех пластин равны S.
Незаряженный плоский конденсатор емкостью C1 расположен во внешнем однородном электрическом поле с напряженностью E0. Силовые линии электрического поля перпендикулярны к пластинам конденсатора. Расстояние между пластинами d. Конденсатор емкостью C2, заряженный до разности потенциалов V0, подключается к конденсатору C1. Определить заряды на конденсаторах C1 и C2 после подключения. Величиной внешнего электрического поля в месте нахождения конденсатора C2 пренебречь.
Конденсатор переменной емкости имеет в основании тонкий металлический диск радиуса 5 см, на который наклеен полудиск толщины 1 мм из диэлектрика с = 10. В начальном положении над незаклеенной частью основания и диэлектриком находятся проводящие тонкие полудиски ОА и O1B, соединенные проводящей осью OO1. Вычислить емкость конденсатора в начальном положении и в положении, когда полудиски ОА и O1B меняют местами.
Конденсатор имеет в основании тонкий металлический диск радиуса 5 см, на который наклеен полудиск из диэлектрика толщиной 1 мм. Над незаклеенной частью основания и диэлектриком находятся проводящие тонкие полудиски ОА и O1B, соединенные проводящей осью OO1. Определить относительную диэлектрическую проницаемость диэлектрика, если емкость конденсатора оказалась равной 66 пФ.
Постоянный ток
Какая мощность выделяется в цепи, изображенной на рисунке. К клеммам 1—2 приложено переменное напряжение U = 220 В, сопротивления R1 = R2 = R3 = 200 Ом. Параллельно сопротивлению R1 включен идеальный диод D. При одном направлении тока его сопротивление бесконечно мало, а при другом — бесконечно велико.
Определить сопротивление электрической цепи для двух направлений тока: сопротивление RAB — когда ток течет от А к В, и сопротивление RBA — когда ток течет от В к А. Сопротивление R1 = 30 Ом, а R2 = 60 Ом. В цепь включен идеальный диод D. При одном направлении тока его сопротивление бесконечно мало, а при другом — бесконечно велико.
Поджиг неоновой лампы осуществляется с помощью схемы, показанной на рисунке. После замыкания ключа К конденсатор начнет заряжаться. Когда напряжение на конденсаторе достигнет некоторого значения Uз, лампочка загорится (Uз < Е). При каких значениях сопротивления R лампа будет стационарно гореть (не будет гаснуть)? Минимальное напряжение на лампе, при котором она еще горит, U2 = 80 В, при этом ток через лампу I = 1 мА. ЭДС батареи Е = 120 В.
На рис. 12 показана качественная вольтамперная характеристика некоторого нелинейного элемента. До некоторого напряжения U0 ток через элемент отсутствует, а затем линейно растет с напряжением. При включении такого элемента последовательно с источником постоянной ЭДС и балластным сопротивлением R = 300 кОм через него протекает ток I1 = 0,5 мА. При уменьшении балластного сопротивления до 100 кОм ток через элемент возрастает вдвое. Какой ток потечет через элемент, если балластное сопротивление закоротить?
В случае несамостоятельного газового разряда зависимость тока через газоразрядную трубку I от напряжения на трубке имеет вид, показанный на рис. 14. При некотором напряжении на трубке ток через трубку достигает насыщения Iн = 10 мкА. Если трубку, последовательно соединенную с некоторым балластным сопротивлением, подключить к источнику постоянной ЭДС = 2000 В, то ток через трубку будет равен I1 = 5 мкА. На сколько и как надо изменить балластное сопротивление, чтобы достигнуть тока насыщения?
На рис. 16 показана вольтамперная характеристика некоторого нелинейного элемента. До напряжения U0 = 100 В ток через элемент отсутствует, а затем линейно растет с напряжением. При подключении его к батарее постоянной ЭДС с внутренним сопротивлением r = 25 кОм через элемент течет ток I1 = 2 мА, а при подключении его к той же батарее через балластное сопротивление R равное внутреннему сопротивлению батареи, ток I2 = 1 мА. Определите ЭДС батареи.
В случае несамостоятельного газового разряда зависимость тока через газоразрядную трубку от напряжения между электродами трубки U имеет вид, показанный на рис. 18. Трубка с последовательно присоединенным балластным сопротивлением R = 3108 Ом подключена к источнику с постоянной ЭДС = 5 кВ. Найдите, какой ток установится через трубку и чему будет равно при этом напряжение на трубке? Внутренним сопротивлением батареи пренебречь.
Для измерения больших токов в цепи СС используется шунт Ш, параллельно которому подключается измерительный прибор Г через сопротивления r1 = 2 Ом и r2 = 90 ом. В положении А переключателя П вся шкала прибора соответствует в цепи СС току I1 = 10 А, в положении В - току I2 = 100 А. Найти внутреннее сопротивление прибора Г. Сопротивление шунта много меньше r1 и r2 (см. рис. 22).
Для измерения больших токов в цепи СС используется шунт Ш, параллельно которому подключается измерительный прибор Г с внутренним сопротивлением r = 10 Ом через сопротивления r1 и r2. В положении А переключателя П вся шкала прибора соответствует току в цепи СС I1 = 10 A. Каким надо взять сопротивление r2, чтобы в положении В переключателя П вся шкала прибора соответствовала I2 = 100 А? Сопротивление r1 = 2 Ом. Сопротивление шунта много меньше r и r1 (см. рис. 27).
Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено жидкостью с диэлектрической постоянной и удельным сопротивлением . Найти силу взаимодействия между пластинами конденсатора, когда через конденсатор течет ток силой J. Площадь пластин конденсатора равна S.
Между пластинами 1 и 3 плоского конденсатора помещена тонкая металлическая пластина 2 параллельно обкладкам конденсатора. Образовавшиеся объемы заполнены диэлектрическими жидкостями с одинаковой диэлектрической проницаемостью , но с разными удельными сопротивлениями 1 и 2 (2 > 1). Найти величину и направление силы, действующей на пластину 2 со стороны электрического поля, когда через конденсатор течет постоянный ток I. Площади всех трех пластин одинаковы и равны S.
В одно из плеч моста включено нелинейное сопротивление X, для которого зависимость силы тока Ix от приложенного напряжения Ux дается формулой: Ix = AUx, где А = 0,25 А/В3. Найти мощность Nx, расходуемую в нелинейном проводнике в условиях, когда ток через гальванометр Г отсутствует. Сопротивления остальных плеч моста R1 = 2 0м, R2 = 4 0м и R3 = 1 0м.
В одно из плеч моста , включено нелинейное сопротивление X, для которого зависимость силы тока Iх от приложенного напряжения Ux дается формулой Ix = AUx2. Сопротивление остальных плеч моста R1 = R3 = 2 0м и R2 = 4 0м. При каком значении константы А мощность Nx, расходуемая в нелинейном сопротивлении, равна 1 Вт для сбалансированного моста (т. е. в условиях, когда ток через гальванометр Г отсутствует)? Балансировка достигается изменением силы тока в цепи источника ЭДС.
В цепи, изображенной на рисунке, тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи, одинакова при замкнутом и разомкнутом ключе К. Определить внутреннее сопротивление батареи r, если R1 = 4 Ом, R2 = 5 Ом.
В цепи, изображенной на рисунке, тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи, одинакова при замкнутом и разомкнутом ключе K. Определить внутреннее сопротивление батареи r, если R1 = 12 Ом, R2 = 4 Ом.
При разомкнутом ключе К вольтметр V1 показывает 0,91. Что покажут вольтметры при замкнутом ключе, если сопротивление вольтметра V2 вдвое меньше сопротивления вольтметра V1?
При замкнутом ключе К вольтметр V1 показывает 0,8 1 (1 — ЭДС батареи). Что покажут вольтметры V1 и V2 при разомкнутом ключе, если их сопротивления равны?
Через два последовательно соединенных проводника одинакового сечения S, но с разными удельными сопротивлениями 1 и 2 (2 > 1) течет ток I. Определить знак и величину поверхностной плотности заряда, возникающего на границе раздела проводников.