Электрическое поле

Конденсатор $C_1$ заряжен до напряжения $U=300$ В и включён в последовательную цепь из резистора $R=300$ Ом, незаряженного конденсатора $C_2=2$ мкФ и разомкнутого ключа $K$ (см. рис.). После замыкания ключа в процессе перезарядки конденсаторов в цепи выделяется количество теплоты $Q=30$ мДж. Чему равна ёмкость конденсатора $C_1$?

К изолированному заряженному конденсатору с электроёмкостью $C=1$ нФ и зарядом $q=12$ нКл параллельно подключили незаряженный конденсатор электроёмкостью $2C$. Найдите установившееся напряжение на первом конденсаторе.

Маленький шарик массой $m=0{,}5$ г с положительным зарядом $q$, подвешенный к потолку на лёгкой шёлковой нитке длиной $l=0{,}8$ м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле $\vec E$ с модулем напряжённости поля $E=6\cdot10^5$ В/м (см. рис.). Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол $\alpha=30^\circ$, модуль скорости шарика $v=0{,}9$ м/с. Чему равен заряд шарика $q$? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Протон влетает в электрическое поле конденсатора параллельно его пластинам в точке, находящейся посередине между пластинами (см. рисунок). Найдите минимальную скорость $\upsilon,$ с которой протон должен влететь в конденсатор, чтобы затем вылететь из него. Длина пластин конденсатора 5 см, расстояние между пластинами 1 см, напряжённость электрического поля конденсатора 5000 В/м. Поле внутри конденсатора считать однородным, силой тяжести пренебречь.

Конденсатор ${C}_{1}=1$ мкФ заряжен до напряжения $U=300$ В и включён в последовательную цепь из резистора $R=300$ Ом, незаряженного конденсатора ${C}_{2}=2$ мкФ и разомкнутого ключа К (см. рисунок). Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания ключа, пока ток в цепи не прекратится?

К аккумулятору с ЭДС 50 В и внутренним сопротивлением 4 Ом подключили лампу сопротивлением 10 Ом и резистор сопротивлением 15 Ом, а также конденсатор ёмкостью 100 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на лампе?

Две большие параллельные вертикальные пластины из диэлектрика расположены на расстоянии $d$ = 5 см друг от друга. Пластины равномерно заряжены разноимёнными зарядами. Модуль напряжённости поля между пластинами $E=6\cdot{10}^{5}\text{ }\text{В}\text{ }/\text{ }\text{м}.$ Между пластинами, на равном расстоянии от них, помещён маленький шарик с зарядом $Q=5\cdot{10}^{-11}$ Кл и массой $M=3\cdot{10}^{-3}\text{ }\text{ }\text{г}.$ После того как шарик отпускают, он начинает падать. Какую скорость будет иметь шарик, когда коснётся одной из пластин? Трением о воздух и размерами шарика пренебречь.

Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью $C_{1}$ = 2$C$, $C_{2}$ = $C$, $C_{3}$ = 4$C$ и $C_{4}$ = 2$C$ подключена к источнику постоянного тока с ЭДС $\mathcal E$ и внутренним сопротивлением $r$ (см. рисунок). Определите энергию конденсатора $C_{2}$.

К аккумулятору с ЭДС $\mathcal E=60$ В и внутренним сопротивлением $r$ = 5 Ом подключили лампу сопротивлением ${R}_{\text{л}}=10$ Ом и резистор сопротивлением $R=15$ Ом, а также конденсатор ёмкостью $C$ = 80 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на лампе?

Маленький шарик массой $m=1$ г с зарядом $q>0,$ подвешенный к потолку на лёгкой шёлковой нитке длиной $l=0,8$ м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле $\vec{E}$ с модулем напряжённости поля $E=6\cdot{10}^{5}$ В/м (см. рисунок). Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол $\alpha =30{}^\circ,$ модуль скорости шарика $\upsilon=0,8$ м/с. Чему равен заряд шарика $q$? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Частица, имеющая заряд $q=5\cdot{10}^{-9}$ Кл, влетает в электрическое поле конденсатора параллельно его пластинам в точке, находящейся посередине между пластинами (см. рисунок). Минимальная скорость, с которой частица должна влететь в конденсатор, чтобы затем вылететь из него, $\upsilon=250$ м/с. Длина пластин конденсатора $l=5$ см; расстояние между пластинами $d=1$ см; напряжённость электрического поля конденсатора $E=5000$ В/м. Чему равна масса частицы? Поле внутри конденсатора считать однородным, силой тяжести пренебречь. Считать, что конденсатор находится в вакууме.

Плоский конденсатор с длинными широкими горизонтальными пластинами подключён к источнику постоянного тока так, 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, не отключая конденсатор от источника, увеличить расстояние между пластинами в 2 раза?

На столе закреплён длинный тонкий непроводящий стержень, наклонённый под углом $\alpha$ к горизонту (см. рисунок). На стержне закреплена маленькая заряженная бусинка. Выше неё на стержень надета другая такая же заряженная бусинка, которая может скользить по стержню без трения. Заряды бусинок одинаковы и равны $q$, масса бусинки равна $m$. Определите расстояние $l$ между бусинками, если они находятся в равновесии. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на верхнюю бусинку. Электростатическим воздействием стола на бусинки пренебречь.

Маленький шарик массой $m$ с зарядом $q=5$ нКл, подвешенный к потолку на лёгкой шёлковой нитке длиной $l=0,8$ м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле $\vec{E}$ с модулем напряжённости поля $E=6\cdot{10}^{5}$ В/м (см. рисунок). Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол $\alpha =30{}^\circ,$ модуль скорости шарика $\upsilon=0,9$ м/с. Чему равна масса шарика $m$? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью $C_{1}$ = 2$C$, $C_{2}$ = $C$, $C_{3}$ = 4$C$ и $C_{4}$ = 2$C$ подключена к источнику постоянного напряжения с ЭДС $\mathcal E$ и внутренним сопротивлением $r$ (см. рисунок). На сколько и как изменится общая энергия, запасённая в батарее, если в конденсаторе $C_{3}$ возникнет пробой?

Конденсатор $C_{1}$ заряжен до напряжения $U=300$ В и включён в последовательную цепь из резистора $R=300$ Ом, незаряженного конденсатора ${C}_{2}=2$ мкФ и разомкнутого ключа К (см. рисунок). После замыкания ключа в процессе перезарядки конденсаторов в цепи выделяется количество теплоты $Q=30$ мДж. Чему равна ёмкость конденсатора $C_{1}$?

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 $E=18$ В/м находятся два точечных заряда: $Q=-1$ нКл и $q=+5$ нКл с массами $M=5$ г и $m=10$ г соответственно (см. рисунок). На каком расстоянии $d$ друг от друга находятся заряды, если их ускорения совпадают по величине и направлению? Сделайте рисунок с указанием всех сил, действующих на заряды. Силой тяжести пренебречь.

К аккумулятору с ЭДС $\mathcal E=50$ B и внутренним сопротивлением $r$ = 4 Ом подключили лампу сопротивлением $R_{\text{Л}}$ = 10 Ом и резистор сопротивлением $R$ = 15 Ом, а также конденсатор ёмкостью $C $ = 100 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на резисторе?

Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью $C_{1}$ = 2$C$, $C_{2}$ = $C$, $C_{3}$ = 4$C$ и $C_{4}$ = 2$C$ подключена к источнику постоянного тока с ЭДС $\mathcal E$ и внутренним сопротивлением $r$ (см. рисунок). Определите энергию конденсатора $C_{1}$.

Незаряженный конденсатор ёмкостью $C=0,1$ мкФ подключают к источнику тока по схеме, показанной на рисунке. Сопротивление резистора $R=500$ Ом, сопротивлением проводов и внутренним сопротивлением источника тока можно пренебречь. Какова ЭДС $\mathcal E$ источника тока, если на резисторе после замыкания ключа К в процессе зарядки конденсатора выделяется количество теплоты $Q=7,2$ мкДж?

В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К длительное время замкнут. ЭДС батарейки $\mathcal E=12$ В, отношение внутреннего сопротивления батарейки к сопротивлению резистора $k=\frac{r}{R}=0,2$. После размыкания ключа К в результате разряда конденсатора на резисторе выделяется количество теплоты $Q$ = 10 мкДж. Найдите заряд $q$ конденсатора до размыкания ключа.

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

К изолированному заряженному конденсатору с электроёмкостью C=1 нФ и зарядом q=12 нКл параллельно подключили незаряженный конденсатор электроёмкостью 2C. Найдите установившееся напряжение на первом конденсаторе. Ответ дайте в В.

К аккумулятору с ЭДС ${\mathscr{E}=50}$ В и внутренним сопротивлением ${r=4}$ Ом подключили лампу сопротивлением ${R_{\text{л}}=10}$ Ом и резистор сопротивлением ${R=15}$ Ом, а также конденсатор ёмкостью ${C=100}$ мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ $K$ размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на лампе? Ответ дайте в мДж.

В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ $K$ замкнут. Заряд конденсатора ${q=2}$ мкКл, ЭДС батарейки ${\mathscr{E}=24}$ В, её внутреннее сопротивление ${r=5}$ Ом, сопротивление резистора ${R=25}$ Ом. Найдите количество теплоты, которое выделяется на резисторе после размыкания ключа $K$ в результате разряда конденсатора. Потерями на излучение пренебречь. Ответ дайте в мкДж.

Конденсатор $C_{1}$ заряжен до напряжения ${U=300}$ В и включён в последовательную цепь из резистора ${R=300}$ Ом, незаряженного конденсатора ${C_{2}=2}$ мкФ и разомкнутого ключа К (см. рисунок). После замыкания ключа в процессе перезарядки конденсаторов в цепи выделяется количество теплоты ${Q=30}$ мДж. Чему равна ёмкость конденсатора $C_{1}$? Ответ дайте в мкФ.

Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью ${C_1=2C}$, ${C_2=C}$, ${C_3=4C}$ и ${C_4=2C}$ подключена к источнику постоянного напряжения с ЭДС $\mathscr{E}$ и внутренним сопротивлением $r$ (см. рисунок). На сколько и как изменится общая энергия, запасённая в батарее, если в конденсаторе $C_3$ возникнет пробой?

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 $\mathscr{E}$ и внутренним сопротивлением $r$ (см. рисунок). Определите энергию конденсатора $C_1$.

На столе закреплён длинный тонкий непроводящий стержень, наклонённый под углом $\alpha$ к горизонту (см. рисунок). На стержне закреплена маленькая заряженная бусинка. Выше неё на стержень надета другая такая же заряженная бусинка, которая может скользить по стержню без трения. Заряды бусинок одинаковы и равны $q$, масса бусинки равна $m$. Определите расстояние $l$ между бусинками, если они находятся в равновесии. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на верхнюю бусинку. Электростатическим воздействием стола на бусинки пренебречь.

В однородном электрическом поле с напряжённостью $E=18$ В/м находятся два точечных заряда: $Q=-1$ нКл и $q=+5$ нКл с массами $M=5$ г и $m=10$ г соответственно (см. рисунок). На каком расстоянии $d$ друг от друга находятся заряды, если их ускорения совпадают по величине и направлению? Сделайте рисунок с указанием всех сил, действующих на заряды. Силой тяжести пренебречь. Ответ дайте в м.

Между горизонтальными обкладками плоского конденсатора висит заряженная капелька ртути. Какова разность потенциалов обкладок, если расстояние между ними равно 2 см, заряд капельки равен 5,44·10^-18 Кл, а объём капельки равен 2·10^-18 м^3?

Две большие параллельные вертикальные пластины из диэлектрика расположены на расстоянии d=5 см друг от друга. Пластины равномерно заряжены разноимёнными зарядами. Модуль напряжённости поля между пластинами E=6·10^5 В/м. Между пластинами, на равном расстоянии от них, помещён маленький шарик с зарядом Q = 5 · 10^-11 Кл и массой M=3·10^-3 г. После того как шарик отпускают, он начинает падать. Какую скорость будет иметь шарик, когда коснётся одной из пластин? Трением о воздух и размерами шарика пренебречь.

Плоский конденсатор с длинными широкими горизонтальными пластинами подключён к источнику постоянного тока так, 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, не отключая конденсатор от источника, увеличить расстояние между пластинами в 2 раза?

Маленький шарик массой $m=1$ г с зарядом $q>0$, подвешенный к потолку на лёгкой шёлковой нитке длиной $l=0,8$ м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле $\vec{E}$ с модулем напряжённости поля $E=6\cdot10^5$ В/м (см. рисунок). Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол $\alpha=30^\circ$, модуль скорости шарика $v~=~0,8$ м/с. Чему равен заряд шарика $q$? Сопротивлением воздуха пренебречь. Ответ дайте в нКл.

Частица, имеющая заряд $q=5\cdot10^{-9}$ Кл, влетает в электрическое поле конденсатора параллельно его пластинам в точке, находящейся посередине между пластинами (см. рисунок). Минимальная скорость, с которой частица должна влететь в конденсатор, чтобы затем вылететь из него, $v=250$ м/с. Длина пластин конденсатора $l=5$ см; расстояние между пластинами $d=1$ см; напряжённость электрического поля конденсатора $E=5000$ В/м. Чему равна масса частицы? Поле внутри конденсатора считать однородным, силой тяжести пренебречь. Считать, что конденсатор находится в вакууме.

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

На рисунке показана схема устройства для предварительного отбора заряженных частиц, вылетающих из источника частиц (и.ч.), для последующего детального исследования. Устройство представляет собой конденсатор, пластины которого изогнуты дугой радиусом R. При первоначальном напряжении U в промежутке между обкладками конденсатора, не касаясь их, пролетают молекулы интересующего исследователей вещества, потерявшие один электрон. Во сколько раз нужно изменить напряжение на обкладках конденсатора, чтобы сквозь него могли пролетать такие же, но дважды ионизированные молекулы (потерявшие два электрона), имеющие такую же скорость? Считать, что расстояние между пластинами мало, напряжённость электрического поля в конденсаторе всюду одинакова по модулю, а вне конденсатора электрическое поле отсутствует. Влиянием силы тяжести пренебречь.

Точки $A$, $B$, $C$ и $D$ расположены на прямой и разделены равными промежутками $L$ (см. рисунок). В точке $A$ помещён заряд ${q_1=8\cdot10^{-12}}$ Кл, в точке $B$ заряд ${q_2=-5\cdot10^{-12}}$ Кл. Какой заряд $q_3$ надо поместить в точку $D$, чтобы напряжённость поля в точке $C$ была равна нулю?

Маленький шарик с зарядом ${q=4\cdot10^{-8}}$ Кл и массой 3 г, подвешенный на невесомой нити с коэффициентом упругости 100 Н/м, находится между вертикальными пластинами плоского воздушного конденсатора. Расстояние между обкладками конденсатора 5 см. Какова разность потенциалов между обкладками конденсатора, если удлинение нити 0,5 мм? Ответ дайте в кВ.

К источнику тока с ЭДС $\mathscr{E}=9$ В и внутренним сопротивлением $r=1$ Ом подключили параллельно соединенные резистор с сопротивлением $R=0,8$ Ом и плоский конденсатор, расстояние между пластинами которого $d=0,002$ м. Какова напряженность электрического поля между пластинами конденсатора? Ответ дайте в В/м.