Тема 3. Конденсаторы.

1. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора 60 см². Заряд конденсатора 1 нКл. Разность потенциалов между его пластинами 90 В. Определить расстояние между пластинами конденсатора и энергию конденсатора.

2. Пластины плоского конденсатора изолированы друг от друга слоем диэлектрика. Конденсатор заряжен до разности потенциалов 1 кВ и отключен от источника. При удалении диэлектрика разность потенциалов между пластинами возросла до 3 кВ. Определить диэлектрическую проницаемость диэлектрика.

3. Плоский воздушный конденсатор, расстояние между пластинами которого 5 см, заряжен до напряжения 200 В и отключен от источника напряжения. Каким будет напряжение на конденсаторе, если его пластины раздвинуть до расстояния 10 см?

4. Расстояние между пластинами плоского конденсатора, присоединенного к источнику напряжения 180 В, равно 5 мм. Площадь пластин конденсатора 175 см². Найти работу по раздвижению пластин до расстояния 12 мм если конденсатор перед раздвижением пластин отключили от источника.

5. Расстояние между пластинами плоского конденсатора, присоединенного к источнику напряжения 180 В, равно 5 мм. Площадь пластин конденсатора 175 см². Найти работу по раздвижению пластин до расстояния 12 мм если конденсатор в процессе раздвижения пластин соединен с источником.

6. Три конденсатора емкостями 1, 2 и 3 мкФ соединены последовательно и присоединены к источнику напряжения с разностью потенциалов 220 В. Каковы заряд и напряжение на каждом конденсаторе?

7. Конденсатор емкостью 1 мкФ при напряжении 1200 В применяют для импульсной стыковой сварки медной проволоки. Найти среднюю полезную мощность разряда, если он длится 1 мкс. КПД установки 4 %.

8. Емкость батарее конденсаторов, образованной двумя последовательно соединенными конденсаторами, 100 пФ, а заряд 20 нКл. Емкость первого конденсатора 200 пФ. Определить емкость второго конденсатора и разность потенциалов на обкладках каждого конденсатора.

9. Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора 100 В. Площадь каждой пластины 200 см². Расстояние между пластинами 0.5 мм, пространство между ними заполнено парафином (). Определить силу притяжения пластин друг к другу.

10. Плоский воздушный конденсатор емкостью 10 пФ заряжен до разности потенциалов 500 В. После отключения конденсатора от источника напряжения расстояние между пластинами конденсатора было увеличено в три раза. Определить работу внешних сил по раздвижению пластин.

Тема 4. Сила тока. Сопротивление проводника. Закон Ома для участка цепи

1. По проводнику с площадью сечения 50 мм²течет ток. Средняя скорость дрейфа свободных электронов 0.282 мм/с. Концентрация электронов 8*10²⁷1/м³.

2. Цепь, имеющая сопротивление 100 Ом, питается от источника постоянного напряжения. Амперметр с внутренним сопротивлением 1 Ом, включенный в цепь, показал силу тока 5 А. Какова была сила тока в цепи до включения амперметра?

3. Реостат из железной проволоки, миллиамперметр и источник ЭДС включены последовательно. При температуре 273 К сопротивление реостата 200 Ом, а сопротивление миллиамперметра 20 Ом. Миллиамперметр показывает ток 30 мА. Каким будет показание миллиамперметра, если реостат нагреется на 50 К? Температурный коэффициент сопротивления железа 6*10^-31/К.

4. Восемь проводников сопротивлением 20 Ом каждый попарно соединены в четыре параллельные цепи. Определить общее сопротивление данной цепи.

5. По медному проводнику сечением 0.8 мм²течет ток 80 мА. Найдите среднюю скорость упорядоченного движения электронов в проводнике, считая, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон. Плотность меди 8900 кг/м³.

6. По алюминиевому проводу сечением 0.2 мм²течет ток 0.2 А.Определить силу, действующую на отдельные свободные электроны со стороны однородного электрического поля проводника. Удельное сопротивление алюминия 26 нОм*м.

7. Три сопротивления соединены параллельно и подключены к источнику постоянного напряжения. Общий ток в цепи 1.5 А, ток через первое сопротивление 0.5 А. Второе и третье сопротивления соответственно равны 2 Ом и 6 Ом. Определить первое сопротивление.

8. Медная и железная проволока одинаковой длины включены параллельно в цепь, причем железная проволока имеет в два раза больший диаметр. Сила тока в медной проволоке 60 мА. Какова сила тока в железной проволоке? Удельные сопротивления меди и железа соответственно 17 нОм*м и 120 нОм*м.

9. На сколько равных частей нужно разрезать проводник, имеющий сопротивление 36 Ом, что бы сопротивление его частей, соединенных параллельно, было равно 1 Ом.

10. В сеть с напряжением 120 В включены две электрические лампочки с сопротивлениями 200 Ом. Какой ток пойдет через каждую лампочку при их параллельном и последовательном соединении?