5. Конденсатору емкостью 2 мкФ сообщен заряд 0,01 Кл. Обкладки конденсатора соединили проводником. Найдите количество теплоты, выделившееся в проводнике при разрядке конденсатора.

6. Шар, погруженный в масло (ε=2,2), имеет поверхностную плотность заряда σ=1 мкКл/м² и потенциал φ=500 В. Определите энергию шара.

Вариант 22. 2-я домашняя. Электростатика.

1. Определите расстояние между пластинами плоского конденсатора, если между ними приложена разность потенциалов U=150 В, причем площадь каждой пластины S=100 см², ее заряд Q=10 нКл. Диэлектриком является резина (ε=2,5).

2. Расстояние между пластинами плоского конденсатора d=5 мм. После зарядки конденсатора до разности потенциалов U=500 В между пластинами конденсатор вдвинули стеклянную пластинку (ε=7). Определите: 1) диэлектрическую восприимчивость стекла; 2) поверхностную плотность связанных зарядов на стеклянной пластинке.

3. Какой должна быть емкость (в пФ) конденсатора, который надо соединить последовательно с конденсатором емкостью 800 пФ, чтобы получить батарею конденсаторов емкостью 160 пФ?

4. Разность потенциалов между точками А и В (см. рисунок) U=9 В. Электроемкости конденсаторов соответственно равны C₁=3 мкФ и C₂=6 мкФ. Определите: 1) заряды Q₁ и Q₂; 2) разности потенциалов U₁ и U₂ на обкладках каждого конденсатора.

5. Напряженность электрического поля плоского воздушного конденсатора емкостью 4 мкФ равна 1000 В/м. Расстояние между обкладками конденсатора 1 мм. Определите энергию (в мкДж) электрического поля конденсатора.

6. В однородное электростатическое поле напряженностью E₀=700 В/м перпендикулярно полю поместили стеклянную пластину (ε=7) толщиной d=1,5 мм и площадью 200 см². Определите: 1) поверхностную плотность связанных зарядов на стекле; 2) энергию электростатического поля, сосредоточенную в пластине.

Вариант 23. 2-я домашняя. Электростатика.

1. К пластинами плоского воздушного конденсатора приложена разность потенциалов U₁=500 В. Площадь пластин S=200 см², расстояние между ними d=1,5 мм. Конденсатор от источника напряжения не отключают и вносят в пространство между пластинами парафин (ε=2). Определите разность потенциалов U₂ между пластинами после внесения диэлектрика. Определите также электроемкости конденсатор C₁ и C₂ до и после внесения диэлектрика.

2. Определите поверхностную плотность связанных зарядов на слюдяной пластинке (ε=7) толщиной d=1 мм, служащей изолятором плоского конденсатора, если разность потенциалов между пластинами конденсатора U=300 В.

3. Плоский конденсатор емкостью 20 пФ соединяют последовательно с таким же конденсатором, но заполненным диэлектриком с диэлектрической проницаемостью 3. Найдите емкость (в пФ) такой батареи.

4. Определите электроемкость C₁ конденсатора, если емкость батареи, изображенной на рисунке 0,4 мкФ. Электроемкость не отмеченных конденсаторов C=1 мкФ.

5. Расстояние между обкладками плоского воздушного конденсатора 0,3 см. Во сколько раз увеличится энергия электрического поля конденсатора, если обкладки конденсатора раздвинуть до расстояния 1,2 см? Конденсатор после сообщения ему электрического заряда был отключен от источника напряжения.

6. Плоский воздушный конденсатор электроемкостью С=10 пФ заряжен до разности потенциалов U₁=500 В. После отключения конденсатора от источника напряжения расстояние между пластинами конденсатора было увеличено в 3 раза. Определите разность потенциалов на обкладках конденсатора после их раздвижения.

Вариант 24. 2-я домашняя. Электростатика.

1. Определите электроемкость коаксиального кабеля длиной 10 м, если радиус его центральной жилы r₁=1 см, радиус оболочки r₂=1,5 см, а изоляционным материалом служит резина (ε=2,5).

2. Между пластинами плоского конденсатора помещено два слоя диэлектрика – слюдяная пластинка (ε₁=7) толщиной d₁=1 мм и парафин (ε₂=2) толщиной d₂=0,5 мм. Определите: 1) напряженности электростатических полей в слоях диэлектрика; 2) электрическое смещение, если разность потенциалов между пластинами конденсатора U=500 В.

3. Воздушный плоский конденсатор емкостью 5 мкФ заполняют жидким диэлектриком с диэлектрической проницаемостью 6. Конденсатор какой емкости (в мкФ) надо соединить последовательно с данным, чтобы такая батарея вновь имела емкость 5 мкФ?

4. Определите электроемкость С батареи конденсаторов, изображенной на рисунке. Электроемкость каждого конденсатора C₁=1 мкФ.

5. Уединенная металлическая сфера электроемкостью C=4 пФ заряжена до потенциала φ=1 кВ. Определите энергию поля, заключенную в сферическом слое между сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в 4 раза больше радиуса уединенной сферы.

6. Плоский воздушный конденсатор электроемкостью С=10 пФ заряжен до разности потенциалов U₁=500 В. После отключения конденсатора от источника напряжения расстояние между пластинами конденсатора было увеличено в 3 раза. Определите работу внешних сил по раздвижению пластин.

Вариант 25. 2-я домашняя. Электростатика.

1. Определите напряженность электростатического поля на расстоянии d=1 см от оси коаксиального кабеля, если радиус его центральной жилы r₁=0,5 см, а радиус оболочки r₂=1,5 см. Разность потенциалов между центральной жилой и оболочкой U=1 кВ.

2. Расстояние между пластинами плоского конденсатора составляет d=1 см, разность потенциалов U=200 В. Определите поверхностную плотность связанных зарядов эбонитовой пластинки (ε=3) толщиной d=8 мм, помещенной на нижнюю пластину конденсатора.