Электростатика. Постоянный электрический ток. Задали для самостоятельного решения

1. Два шарика массой т= 1 г каждый подвешены на нитях, верхние концы которых соединены вместе. Длина каждой нити l= 10 см. Какие одинаковые заряды надо сообщить шарикам, чтобы нити разошлись на угол a= 60°? [79 нКл]

2. Расстояние между зарядами Q₁=100нКл и Q₂ = —50 нКл равно d= 10 см. Определить силу F, действу­ющую на заряд Q₃ =1 мкКл, отстоящую на r₁ = 12 см от заряда Q₁ и на r₂= 10 см от заряда Q₂ [51 мН]

3. Тонкий длинный стержень равномерно заряжен с линейной плотностью τ =1,5 кКл/см. На продолжении оси стержня на расстоянии d=12 см от его конца нахо­дится точечный заряд Q = 0,2 мкКл. Определить силу взаимодействия заряженного стержня и точечного заря­да. [2,25 мН]

4. Длинная прямая тонкая проволока несет равно­мерно распределенный заряд. Вычислить линейную плот­ность τ заряда, если напряженность поля на расстоянии r = 0,5 м от проволоки против ее середины E = 2 В/см.[5,55 нКл/м]

5. С какой силой, приходящейся на единицу площади, отталкиваются две одноименно заряженные бесконечно протяженные плоскости с одинаковой поверхностной плотностью заряда σ = 2 мкКл/м²? [0,23 Н/м^;]

6. Какую ускоряющую разность потенциалов U дол­жен пройти электрон, чтобы получить скорость v = 8 Мм/с? [182 В]

7. Заряд равномерно распределен по бесконечной плоскости с поверхностной плотностью σ =10нКл/м². Определить разность потенциалов двух точек поля, одна из которых находится на плоскости, а другая удалена от нее на расстояние а=10 см. [56,6 В]

8. Электрон с начальной скоростью υ = 3 Мм/с влетел в однородное электрическое поле напряженностью E = 150 В/м. Вектор начальной скорости перпендикулярен линиям напряженности электрического поля. Определить: 1) силу, действующую на электрон; 2) ускорение, приобре­таемое электроном; 3) скорость электрона через t = 0,1 мкс. [24 аН; 26,4 Тм/с²; 4 Мм/с]

9. К батарее с ЭДС ε = 300 В включены два плоских конденсатора емкостями C₁ = 2 пФ и С₂ = 3 пФ. Опреде­лить заряд Q и напряжение U на пластинках конденса­торов при последовательном и параллельном соединени­ях. [1) 0,36 нКл; 180 В; 120 В; 2) 0,6 нКл; 0,9 кКл; 300 В]

10. Конденсатор емкостью C₁= 600пФ зарядили до разности потенциалов U₁ = l,5kB и отключили от источ­ника напряжения. Затем к нему параллельно присоедини­ли незаряженный конденсатор емкостью С₂ = 400пФ,Определить энергию, израсходованную на образование искры, проскочившей при соединении конденсаторов. [0,27 мДж]

11. На концах медного провода длиной l=5 м под­держивается напряжение U = 1 В. Определить плотность тока j в проводе. [1,18-10⁷ А/м²]

12. Резистор сопротивлением R₁ = 5 Ом, вольтметр и источник тока соединены параллельно. Вольтметр пока­зывает напряжение U₁= 10 В. Если заменить резистор другим с сопротивлением R₁ =12Ом, то вольтметр пока­жет напряжение U₂= 12 В. Определить ЭДС и внутрен­нее сопротивление источника тока. Током через вольт­метр пренебречь. [14 В; 2 Ом]

13. Определить электрический заряд, прошедший че­рез поперечное сечение провода сопротивлением R = 3 Ом при равномерном нарастании напряжения на концах провода от U₁ = 2 В до U₂= 4 В в течение t=20 с. [20 Кл]

14. Определить силу тока в цепи, состоящей из двух элементов с ЭДС ε ₁= 1,6 В и ε₂ = 1,2 В и внутренними сопротивлениями R₁ = 0,б Ом и R₂ = 0,4 Ом, соединенных одноименными полюсами. [0,4 А]

15. Гальванический элемент дает на внешнее сопро­тивление R₁= 0,5 Ом силу тока I₁ = 0,2 А. Если внешнее сопротивление заменить на R₂==0,8 Ом, то элемент дает силу тока /₂=0,15А. Определить силу тока короткого замыкания. [0,45 А]

16. К источнику тока с ЭДС ε =12 В присоединена нагрузка. Напряжение U на клеммах источника стало при этом равным 8 В. Определить КПД источника тока. [68%]

17. Внешняя цепь источника тока потребляет мощ­ность Р=0,75 Вт. Определить силу тока в цепи, если ЭДС источника тока ε =2В й внутреннее сопротивление R=1 Ом. [0,5 и 1,5 А]

18. Какая наибольшая полезная мощность Р_гаах может быть получена от источника тока с ЭДС ε =12 В и внут­ренним сопротивлением R=1 Ом? [36 Вт]

19. При выключении источника тока сила тока в цепи убывает по закону I=I₀e^-at (I₀= 10 А, а=5-10² с^-1). Определить количество теплоты, которое выделится в резисторе сопротивлением R=5 ом после выключения источника тока. [0,5 Дж]