Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электростатика. Задачный кейс. Учебно-методическое пособие.pdf
31
120. Какой из графиков, приведенных на рисунке, соответствует
проекции вектора напряженности поля плоскости, равномерно заряженной положительным зарядом, как функции от координаты?
1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4.
121. Какой из графиков, показанных на рисунке, соответствует
проекции вектора напряженности поля плоскости, заряженной равномерно отрицательным зарядом, как функции от координаты?
1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4.
32
122. Какой из графиков соответствует графику проекции вектора
q, мКл
q, мКл
напряженности поля плоского конденсатора на ось Ох как функции от
координаты х?
1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4.
123. Исследовалась зависимость напряжения на обкладках конден-
сатора от заряда этого конденсатора. Результаты измерений занесены в
таблицу.
Погрешности измерений величин равнялись соответственно 0,005 мКл,
0,01 В. Емкость конденсатора примерно равна:
1) 200 мкФ; 2) 800 мкФ; 3)100 нФ; 4) 3нФ.
124. Исследовалась зависимость напряжения на обкладках конден-
сатора от заряда этого конденсатора. Результаты измерений занесены в
таблицу.
Погрешности измерений величин равнялись соответственно
0,005 мКл, 0,01 В. Емкость конденсатора примерно равна:
1) 200 мкФ; 2) 800 мкФ; 3)100 нФ; 4) 3нФ.
33
125. Конденсаторы заполнены одинаковыми диэлектриками. Ка-
кую пару конденсаторов нужно выбрать, чтобы на опыте обнаружить
зависимость емкости конденсаторов от площади пластин?
1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4.
126. Конденсаторы заполнены одинаковыми диэлектриками. Ка-
кую пару конденсаторов нужно выбрать, чтобы на опыте обнаружить
зависимость емкости конденсаторов от толщины диэлектрика пластин?
1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4.
127. Конденсаторы заполнены разными диэлектриками. Какую па-
ру конденсаторов нужно выбрать, чтобы на опыте обнаружить зависимость емкости конденсаторов от диэлектрической проницаемости среды, заполняющей пространство между пластинами конденсатора?
1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4.
34
128. Чему равна емкость батареи конденсаторов, схема которой по-
12
CC+
12
12
CC
CC+
12
12
CC
CC
+
22
12
12
CC
12
CC+
12
CC
CC
12
12
CC
+
22
12
12
CC
казана на рисунке?
1)
; 2)
; 3)
; 4)
+
.
CC
129. Чему равна емкость батареи конденсаторов, схема которой по-
казана на рисунке?
1)
; 2)
12
+
; 3)
CC
; 4)
+
CC
.
130. К заряженному электрометру поднесли изолированный не-
заряженный проводник. Как изменится при этом показание электрометра?
1) Увеличится. 2) Уменьшится.
3) Не изменится. 4) Станет равным нулю.
131. Заряды обкладок плоского конденсатора, емкость которого С,
равны q и –q. Какую из приведенных ниже величин можно определить
по этим данным?
1) Расстояние между обкладками пластин d.
2) Напряжение между обкладками U.
3) Напряженность электрического поля E.
4) Площадь пластин S.
132. Плоский конденсатор заряжен и отключен от источника тока.
Как изменится заряд на обкладках конденсатора, если расстояние между обкладками конденсатора уменьшить в n раз?
1) Не изменится. 2) Увеличится в n раз.
3) Уменьшится в n раз. 4) Увеличится в n
2
раз.
35
133. Как изменится энергия заряженного конденсатора, если заряд
на обкладках конденсатора уменьшить в 6 раз, а расстояние между
пластинами увеличить в 3 раза?
1) Увеличится в 2 раза. 2) Уменьшится в 18 раз.
3) Увеличится в 18 раз. 4) Уменьшится в 12 раз.
134. Плоский воздушный конденсатор зарядили и отключили от
источника. Как изменится энергия поля конденсатора при увеличении
площади пластин в 2 раза?
1) Не изменится. 2) Уменьшится в 2 раза.
3) Увеличится в 2 раза.
4) Уменьшится в 4 раза.
135. Напряжение источника, к которому подключен конденсатор,
уменьшили в 2 раза. Как изменится энергия конденсатора?
1) Не изменится. 2) Уменьшится в 2 раза.
3) Увеличится в 2 раза. 4) Уменьшится в 4 раза.
136. Плоский конденсатор зарядили и отключили от источника.
Как надо изменить площадь обкладок конденсатора, чтобы после
уменьшения зазора между его обкладками в 3 раза модуль вектора
напряженности электрического поля в зазоре остался прежним?
1) Уменьшить в 3 раза. 2) Уменьшить в 9 раз.
3) Увеличить в 3 раза. 4) Оставить прежней.
137. Конденсатор зарядили и отключили от источника. Как надо
изменить заряд на обкладках конденсатора, чтобы после увеличения
площади его обкладок в 2 раза модуль вектора напряженности электрического поля в зазоре остался прежним?
1) Оставить прежним. 2) Уменьшить в 2 раза.
3) Увеличить в 2 раза. 4) Увеличить в 4 раза.
138. Как изменится электроемкость конденсатора, если заряд каждой обкладки конденсатора уменьшить в n раз?
1) Не изменится. 2) Увеличится в n раз.
3) Уменьшится в n раз.
4) Увеличится в n
2
раз.
139. Конденсатор один раз подключают к источнику тока с напря-
жением на выходных клеммах 20 В, а другой раз – с напряжением
40 В. Каково соотношение между зарядами q
и q2, накопившимися на
1
пластине конденсатора, подключаемой к положительной клемме источника в первый и во второй раз?
1) q
= q2;
1
2) 2q
= q2;
1
3) q
= 2 q2;
1
4) q
= 4q2.
1
36
140. Электрический заряд на одной пластине конденсатора равен
8
7
C
2 Кл, на другой –2 Кл. Напряжение между пластинами равно 5000 В.
Чему равна электроемкость конденсатора?
1) 0 Ф; 2) 400 мкФ; 3) 800 мкФ; 4) 2500 Ф.
141. Заряд на одной из пластин плоского конденсатора уменьшили
в 4 раза, а площадь пластины тоже уменьшили в 4 раза. Как при этом
изменился модуль вектора напряженности электрического поля между
пластинами?
1)Уменьшился в 16 раз. 2) Не изменился.
3)Увеличился в 16 раз. 4) Увеличился в 4 раза.
142. Емкость плоского конденсатора равна С. Площадь обкладок
увеличили в 2 раза, а расстояние между обкладками увеличили в
4 раза. Затем пространство между пластинами заполнили слюдой, диэлектрическая проницаемость которой равна 7. Чему равна емкость
нового конденсатора.
1) 14 С; 2)
; 3) 56 С; 4) 3,5 С.
143. Как изменится емкость плоского конденсатора, если напряже-
ние между его пластинами увеличить в 3 раза?
1) Не изменится. 2) Уменьшится в 3 раза.
3) Увеличится в 3 раза. 4) Уменьшится в 9 раз.
144. Плоский конденсатор подключен к источнику постоянного тока. Как изменится заряд на пластинах конденсатора, если, не отключая
конденсатор от источника, медленно раздвинуть пластины на расстояние, в 2 раза превышающее прежнее?
1) Уменьшится в 2 раза. 2) Увеличится в 2 раза.
3) Не изменится. 4) Уменьшится в 4 раза.
145. Конденсатор сначала подключают к источнику постоянного
напряжения 4 В, а затем к источнику с напряжением 12 В. Как при
этом изменяются заряд, накопленный конденсатором, и его электроемкость?
1) И заряд, и электроемкость увеличатся в 3 раза.
2) Заряд увеличится в 3 раза, а электроемкость уменьшится в 3 раза.
3) Заряд уменьшится в 3 раза, а электроемкость увеличится в 3 раза.
4) Заряд увеличится в 3 раза, а электроемкость не изменится.
37
146. Энергия плоского воздушного конденсатора равна 2∙10–7 Дж.
ε
ε
Определить энергию конденсатора после заполнения его диэлектриком с диэлектрической проницаемостью
ключен от питания.
1) 1∙10
–7
Дж; 2) 4∙10–7 Дж; 3) 0,5 ∙10–7 Дж; 4) 2∙10–7 Дж.
147. Энергия плоского воздушного конденсатора равна 2∙10
= 2, если конденсатор от-
–7
Дж.
Определите энергию конденсатора после заполнения его диэлектриком с диэлектрической проницаемостью
ключен к источнику постоянного напряжения.
1) 1∙10
–7
Дж; 2) 4∙10–7 Дж; 3) 0,5 ∙10–7 Дж; 4) 2∙10–7 Дж.
= 2, если конденсатор под-
148. После введения в пространство между пластинами воздушного конденсатора твердого диэлектрика напряжение на конденсаторе
уменьшилось с 40 до 5 В. Какова диэлектрическая проницаемость диэлектрика?
1) 0,125; 2) 16; 3) 8; 4) 200.
149. Конденсатор электроемкостью 0,5 Ф был заряжен до напряже-
ния 4 В. Затем к нему подключили параллельно незаряженный конденсатор электроемкостью 0,5 Ф. Энергия системы из двух конденсаторов
после их соединения стала равна:
1) 16 Дж; 2) 8 Дж; 3) 4 Дж; 4) 2 Дж.
150. Лейденская банка емкостью 3,3 нФ заряжена до разности потенциалов 20 кВ. Предполагая, что при разряде банки 10 % ее энергии
рассеивается в виде звуковых и электромагнитных волн, определите
количество выделившейся теплоты.
1) 0,6 Дж; 2) 1,2 Дж; 3) 0, 067 Дж; 4) 6,7 Дж.
38
3.
Ч а с т ь 2
ЗАДАЧИ
ПОВЫШЕННОГО УРОВНЯ СЛОЖНОСТИ
1. На шелковой нити висит станиолевая гильза. Как можно опреде-
лить, заряжена ли эта гильза, а если заряжена, то каков знак заряда?
Предложите несколько способов.
2. Можно ли, имея в своем распоряжении одно заряженное тело,
зарядить с его помощью другое тело с зарядом, во много раз превышающим заряд первого тела? Ответ обоснуйте.
Металлические шары, помещенные на
изолированных подставках, привели в
соприкосновение и зарядили отрицательно. Поместив на некотором расстоянии отрицательно заряженную
палочку, шар А отодвинули и палочку
убрали. Докажите рассуждением, что
шар А всегда заряжен отрицательно, а
шар В в зависимости от расстояния ВС
может быть заряжен отрицательно, остаться нейтральным или зарядиться положительно.
4. Между двумя близко расположенными металлическими пластинами, укрепленными на изолирующих подставках, положили легкий металлический
шарик. Затем пластины подсоединили к клеммам высоковольтного выпрямителя и подали на них заряды
разных знаков. Шарик приходит в движение. Опишите и объясните движение шарика
39
5. На рисунке изображены три металличе-
ские пластины большой площади. Пластины
расположены параллельно друг другу, расстояние между пластинами много меньше их размеров. Внизу указаны заряды пластин. Какой заряд находится на правой плоскости третьей
пластины? Как изменится этот заряд, если на
первую пластину вместо +3q подать заряд +5q?
Ответ обоснуйте.
6. Около небольшой металлической пластины, укреп-
ленной на изолирующей подставке, подвесили на шелковой нити легкую металлическую незаряженную гильзу.
Когда пластину подсоединили к клемме высоковольтного
выпрямителя, подав на нее положительный заряд, гильза
пришла в движение. Опишите движение гильзы и объясните его.
7. Наэлектризованный мыльный пузырь раздувается настолько, что
его радиус увеличивается вдвое, заряд на пузыре при этом не изменяется. Как изменяется энергия заряда? Помогает или препятствует присутствие заряда раздуванию пузыря? Ответ обоснуйте.
8. В сферическом конденсаторе соединяются с землей один раз
внешняя сфера, а другой раз – внутренняя. Будет ли одинакова емкость
конденсатора в этих случаях? Ответ обоснуйте.
9. Объясните опыт Кольбе. А – металлическая трубка, В – эбонитовая трубка. Расширенный конец металлической трубки опускают в
мыльную воду и, вынув, электризуют ее настолько, чтобы листочки
40
разошлись на некоторое хорошо заметное расстояние. Если теперь
вдувать в трубку воздух, то образуется мыльный пузырь, по мере увеличения которого листочки опадают. Если осторожно снять резиновую
трубку с эбонитовой, то воздух начнет выходить, пузырь будет уменьшаться. Угол отклонения листочков увеличивается. Объясните это явление, укажите все необходимые закономерности.
10. Может ли точечный заряд находиться в состоянии устойчивого
равновесия только под действием кулоновских сил? Ответ обоснуйте.
11. Два маленьких шарика одинаковой массы, которым сообщили
одинаковые заряды q
= 900 нКл, подвешены в воздухе на нитях дли-
ной 1 м. Нити разошлись на угол 60°. Определите массы шариков.
12. Два одинаковых маленьких шарика подвешены на невесомых
нитях длиной l каждая в одной точке. Когда им сообщили одинаковые
заряды q, шарики разошлись на угол α. Найдите силу натяжения каж-
дой нити.
13. Маленький шарик, подвешенный на шелковой нити и имею-
щий заряд q, вносят в вертикальное электрическое поле с напряженностью Е. Найдите массу шарика, если сила натяжения нити увеличилась в N раз.
14. Бесконечная вертикальная равномерно заряженная плоскость
имеет поверхностную плотность зарядов 33,3 мкКл/м
2
. К ней на шелковой нити подвешен маленький шарик массой 1 г, имеющий одноименный с плоскостью заряд. Найдите число избыточных элементарных зарядов на шарике, если нить образовала с плоскостью угол 30°.
Среда – воздух.