Задачи для самостоятельного решения

001. Шарик массой m = 1г, несущий заряд q = 98 нКл, подвешен в воздухе на тонкой шелковой нити. При приближении к нему заряда противоположного знака на расстояние l = 4 см нить отклонилась от вертикального направления на угол 45⁰. Определить величину этого заряда.

q = 18 нКл

002. На одинаковых капельках воды находится по одному лишнему электрону. Каков радиус капелек, если сила электростатического отталкивания уравновешивает силу гравитационного притяжения?

R = 16,5 мкм

003. На нити подвешен заряженный шар массой m = 300 г. Когда к нему поднесли снизу на расстояние l = 40 см заряженный таким же зарядом шар радиусом R = 2 см, то сила натяжения нити умень-шилась в четыре раза. Найти поверхностную плотность заряда на поднесенном шаре.

σ = 125 мкКл/м²

004. Сплошная металлическая сфера радиусом R = 20 см несет равномерно распределенный заряд с поверхностной плотностью σ = 1 нКл/м². Определить напряженность электрического поля в точке, находящейся на расстоянии l = 36 см от центра сферы.

Е = 34,5 В/м

005. Сплошная металлическая сфера радиусом R = 20 см несет равномерно распределенный заряд с поверхностной плотностью

σ = 1 нКл/м². Определить потенциал электрического поля в центре сферы и в точке, находящейся на расстоянии l = 36 см от ее центра.

φ₁ = 0; φ₂ = 12,42 В

006. Электрон, пролетая в электрическом поле путь от точки А к точке В, увеличил свою скорость от υ₁ = 1∙10⁶ м/с до υ₂ = 3∙10⁶ м/с. Найти разность потенциалов между точками А и В.

φ₁ - φ₂ = 22,75 В

007. Какая работа совершается при перемещении точечного заряда q = 0,2 нКл из бесконечности в точку, находящуюся на расстоянии

l = 1 см от поверхности сферы радиусом R = 1 см с поверхностной плотностью заряда σ = 1 нКл/см² ?

А = - 113мкДж

008. Определить электроемкость конденсатора, для изготовления которого использовали ленту алюминиевой фольги длиной l = 157 см и шириной b = 90 мм. Толщина парафинированной бумаги d = 0,1 мм, а ее диэлектрическая проницаемость ε = 2.

С = 25 нФ

009. Как изменится емкость плоского воздушного конденсатора, если между его обкладками поместить стеклянную пластину, диэлектрическая проницаемость которой ε = 6, длина которой равна половине длины пластин конденсатора?

Увеличится в 3,5 раза

010. Два одинаковых конденсатора переменной емкости соединены в блок. В каких пределах можно изменять емкость этого блока? Емкость каждого конденсатора изменяется от 15 до 250 пФ.

От 7,5 пФ до 500 пФ

2. Электродинамика

 Сила тока:

I = q/t,

где q - заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за время t.

 Плотность тока:

j = I/S,

где S - площадь поперечного сечения проводника

 Закон Ома:

а) для участка цепи, не содержащего ЭДС:

где ₁ - ₂ = U - разность потенциалов (напряжений) на концах участка цепи, R - сопротивление участка;

б) для замкнутой (полной) цепи:

где R - внешнее сопротивление цепи, r - внутреннее сопротивление цепи, – эдс источника.

 Сопротивление проводника:

где  - удельное сопротивление проводника, - длина проводника, S - площадь поперечного сечения проводника.

 Сопротивление системы проводников:

а) при последовательном соединении:

б) при параллельном соединении:

где R_i - сопротивление i-того проводника.

 Работа электрического тока:

Первая формула справедлива для любого участка цепи, на концах которого поддерживается напряжение U, последние две – для участка, не содержащего эдс, t – время.

 Закон Джоуля-Ленца:

Q = I²Rt.