Задачи для самостоятельного решения

1. Два шарика массой m = 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  = 60°? [79 нКл]

2. Расстояние между зарядами (Q₁ = 100 нКл 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  = 1,5 нКл/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  заряда, если напряженность поля на расстоянии r = 0,5 м от проволоки против ее середины Е = 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  = 2 мкКл/м²? [0,23 Н/м²]

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

7. Заряд равномерно распределен по бесконечной плоскости с поверхностной плотностью  = 10 нКл/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  = 3 Мм/с влетел в однородное электрическое поле напряженностью Е = 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  = 300 В включены два плоских конденсатора емкостями C₁ = 2пФ 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 С₁ = 600 пФ зарядили до разности потенциалов U₁ = 1,5 кВ и отключили от источника напряжения. Затем к нему параллельно присоединили незаряженный конденсатор емкостью С₂ = 400 пФ. 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 = l 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 B. Если заменить резистор другим с сопротивлением R₂ = 12 Ом, 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 ₁ = 1,6 В и ₂=1,2 В и внутренними сопротивлениями R₁ = 0,6 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 I₂ = 0,15 А. Определить силу тока короткого замыкания. [0,45 А]

16. К источнику тока с ЭДС  = 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 P = 0,75 Вт. Определить силу тока в цепи, если ЭДС источника тока  = 2 В и внутреннее сопротивление R = 1 Ом. [0,5 и 1,5 А]

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

19. При выключении источника тока сила тока в цепи убывает по закону (I₀ = 10 А,  = 510² с^–1). Определить количество теплоты, которое выделится в резисторе сопротивлением R = 5 Ом после выключения источника тока. [0,5 Дж]