Электростатика және конденсаторлар — 121 тапсырма

Маленький незаряженный шарик, подвешенный на непроводящей нити, помещён над горизонтальной диэлектрической пластиной, равномерно заряженной положительным зарядом. Размеры пластины во много раз превышают длину нити. Опираясь на законы механики и электродинамики, объясните, как изменится период малых свободных…

В классе при электрическом освещении лампами накаливания показали опыт: цинковый шар электрометра зарядили эбонитовой палочкой, потёртой о сукно. При этом стрелка электрометра отклонилась, заняв положение, указанное на рисунке, и не меняла его. Через некоторое время к шару на расстояние нескольких сантиметров…

Маленький шарик массой $m$ с зарядом $q = 5\ нКл$, подвешенный к потолку на лёгкой шёлковой нити длиной $l = 0{,}8\ м$, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле с модулем напряжённости $E = 6 \cdot 10^5\ \text{В/м}$. Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить…

Воспользовавшись оборудованием, представленным на рис. 1, учитель собрал модель плоского конденсатора (рис. 2), зарядил нижнюю пластину положительным зарядом, а корпус электрометра заземлил. Соединённая с корпусом электрометра верхняя пластина конденсатора приобрела отрицательный заряд, равный по модулю заряду нижней…

Плоский конденсатор с длинными широкими горизонтальными пластинами подключён к источнику постоянного тока, как показано на рисунке. Установка располагается в вакууме. Между пластинами находится положительно заряженная пылинка, которая движется вниз, разгоняясь, с ускорением $g/2$. Каким будет ускорение пылинки, если…

Маленький шарик массой $m = 1\ \text{г}$ с зарядом $q > 0$, подвешенный к потолку на лёгкой шёлковой нитке длиной $l = 0{,}8\ \text{м}$, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле с модулем напряжённости $E = 6 \cdot 10^5\ \text{В/м}$. Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в…

Конденсатор $C_1$ заряжен до напряжения $U = 300\ \text{В}$ и включён в последовательную цепь из резистора $R = 300\ \text{Ом}$, незаряженного конденсатора $C_2 = 2\ \text{мкФ}$ и разомкнутого ключа $K$ (см. рисунок). После замыкания ключа в процессе перезарядки конденсаторов в цепи выделяется количество теплоты…

Две плоские пластины конденсатора, закреплённые на изолирующих штативах, расположили на небольшом расстоянии друг от друга и соединили одну пластину с заземлённым корпусом, а другую со стержнем электрометра. Затем пластину, соединённую со стержнем электрометра, зарядили. Объясните, опираясь на известные Вам законы…

Воспользовавшись оборудованием, представленным на рис. 1, учитель собрал модель плоского конденсатора (рис. 2), зарядил нижнюю пластину положительным зарядом, а корпус электрометра заземлил. Соединённая с корпусом электрометра верхняя пластина конденсатора приобрела отрицательный заряд, равный по модулю заряду нижней…

Две параллельные металлические пластины, расположенные горизонтально, подключены к электрической схеме, приведённой на рисунке. Между пластинами находится в равновесии маленькое заряженное тело массой $m$ и зарядом $q$. Электростатическое поле между пластинами считать однородным. Опираясь на законы механики и…

Между двумя металлическими близко расположенными пластинами, укреплёнными на изолирующих подставках, подвесили на шёлковой нити лёгкий незаряженный шарик из фольги. Когда пластины подсоединили к разноимённым клеммам высоковольтного источника напряжения, шарик пришёл в движение. Опишите движение шарика и объясните…

Плоский воздушный конденсатор электроёмкостью $C = 10\ нФ$ подключили к источнику постоянного напряжения $U = 10\ В$. После полной зарядки конденсатор отсоединили от источника напряжения. Определите изменение энергии этого конденсатора, если расстояние между его обкладками увеличить на $20\%$.

В однородном электрическом поле с напряжённостью $E = 18\ \text{В/м}$ находятся два точечных заряда: $Q = -1\ \text{нКл}$ и $q = +5\ \text{нКл}$ с массами $M = 5\ \text{г}$ и $m = 10\ \text{г}$ соответственно. Направление напряжённости электрического поля и расположение зарядов указаны на рисунке. На каком расстоянии…

Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью $C_1 = 2C$, $C_2 = C$, $C_3 = 4C$ и $C_4 = 2C$ подключена к источнику постоянного тока с ЭДС $\mathcal{E}$ и внутренним сопротивлением $r$ (см. рисунок). Определите энергию конденсатора $C_1$.

В вакууме в однородное горизонтальное электрическое поле с напряжённостью $E = 1000\ \text{кВ/м}$ помещают неподвижную капельку массой $m = 0{,}4\ \text{г}$ и зарядом $q = 3\ \text{нКл}$. Определите скорость капельки через $t = 0{,}2\ \text{с}$. Сделайте рисунок, на котором укажите силы, действующие на капельку.

В однородное электрическое поле со скоростью $v_0 = 10^7\ \text{м/с}$ влетает электрон и движется вдоль линий напряжённости поля. Через какое время скорость электрона станет равной нулю, если напряжённость поля $E = 1200\ \text{В/м}$? Силой тяжести, действующей на электрон, пренебречь.

Три отрицательных точечных заряда, модуль которых $q = 1{,}6 \times 10^{-9}\ \text{Кл}$, закреплены в трёх вершинах квадрата, в четвёртой вершине которого закреплён такой же по модулю положительный заряд. Длина стороны квадрата $a = 40\ \text{см}$. Чему равен модуль напряжённости электрического поля в центре квадрата?

Сила тока в идеальном колебательном контуре меняется со временем так, как показано на рисунке. Определите заряд конденсатора в момент времени $t = 3\ \text{мкс}$.

Конденсатор $C_1 = 1\ \text{мкФ}$ заряжен до напряжения $U = 300\ \text{В}$ и включён в последовательную цепь из резистора $R = 300\ \text{Ом}$, незаряженного конденсатора $C_2 = 2\ \text{мкФ}$ и разомкнутого ключа $K$ (см. рисунок). Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания ключа, пока ток в цепи не…

Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью $C_1=2C$, $C_2=C$, $C_3=4C$ и $C_4=2C$ подключена к источнику постоянного тока с ЭДС $\mathcal{E}$ и внутренним сопротивлением $r$ (см. рисунок). Определите энергию конденсатора $C_2$.