Внутри незаряженного металлического шара имеются две сферические полости

Обновлено: 08.01.2025

Загрузка решений доступна для зарегистрировавшихся пользователей

В четырёх вершинах квадрата со стороной 5 см расположены одинаковые точечные заряды Какой заряд Q следует поместить в середине одной из сторон квадрата, чтобы в середине противоположной стороны величина напряжённости Е электрического поля стала равной нулю?

В четырёх вершинах квадрата со стороной а = 10 см расположены одинаковые точечные заряды Какой заряд Q следует поместить в центре квадрата, чтобы в середине любой стороны величина напряжённости Е электрического поля стала равной нулю?

Равномерно заряженный по объему шарик радиусом R внесли в однородное электрическое поле напряженностью . Максимальный угол между векторами напряженности результирующего поля и поля оказался равным Найдите заряд шарика, если после его внесения во внешнее поле распределение заряда не изменилось

В точках a и b на оси x расположены два точечных заряда. Расстояние между зарядами равно l. На графике (см. рис.) справа от заряда, расположенного в точке b, схематично представлена зависимость величины напряжённости поля E от координаты x. Напряженность поля считается положительной, если ее направление совпадает с положительным направлением оси x. В точке x₁ напряженность поля равна нулю. Определите знаки зарядов, отношение их модулей, а также координату x₂ точки, в которой величина напряженности поля максимальна.

В вершинах равностороннего треугольника со стороной расположены три одинаковых положительных заряда Определите величину напряженности результирующего поля трёх зарядов в точке, лежащей на расстоянии a от каждого из зарядов.

Заряженное проводящее кольцо массой расположено горизонтально в неоднородном электростатическом поле. Модуль напряжённости поля во всех точках кольца одинаков и равен а его направление в каждой точке кольца составляет угол с осью кольца. Определите величину заряда кольца, если оно неподвижно «левитирует» в этом поле.

Внутри незаряженного металлического шара радиусом R имеются две сферические полости радиусами расположенные таким образом, что их поверхности почти соприкасаются в центре шара. В центре одной полости находится положительный заряд а в центре другой — положительный заряд Найдите модуль и направление вектора напряжённости электростатического поля в точке A, находящейся на расстоянии от центра шара на перпендикуляре к отрезку, соединяющему центры полостей.

Внутри незаряженного металлического шара радиусом R имеются две сферические полости радиусами расположенные таким образом, что их поверхности почти соприкасаются в центре шара. В центре одной полости находится отрицательный заряд а в центре другой — положительный заряд Найдите модуль и направление вектора напряжённости электростатического поля в точке A, находящейся на расстоянии от центра шара на перпендикуляре к отрезку, соединяющему центры полостей.

Металлический шар радиуса окружён концентрической проводящей оболочкой радиуса Пространство между шаром и оболочкой заполнено однородным диэлектриком. Определите величину максимального напряжения, которое можно подвести к такому сферическому конденсатору, если пробой диэлектрика происходит при напряжённости электрического поля в нём

В однородном электрическом поле находится незаряженный проводящий куб ABCD KLMN, ориентированный так, что вектор напряженности поля перпендикулярен грани куба Поверхностная плотность заряда в середине указанной грани равна Найдите модуль плотности зарядов в середине боковой грани ADNK и верхней грани KLMN, если куб расположить так, что вектор напряженности поля будет параллелен диагонали AC нижней грани куба?

В однородном электрическом поле находится незаряженный проводящий куб ABCD KLMN, ориентированный так, что вектор напряженности поля перпендикулярен грани куба Поверхностная плотность заряда в середине указанной грани равна Найдите модуль плотности зарядов в середине передней грани ABLK и верхней грани KLMN, если куб расположить так, что вектор напряженности поля будет располагаться вдоль диагонали AM куба.

Стенка нейрона состоит из эластичной двуслойной липидной мембраны, которая сопротивляется сжатию так же, как пружина. Она имеет эффективную жесткость k и равновесную толщину d₀. Локально рассмотрим участок мембраны, имеющий незначительную кривизну, у которого площадь поверхности каждого из двух слоев равна S. В стенках клетки находятся специальные белковые ионные помпы, которые могут перемещать различные ионы через мембрану. В результирующем заряженном состоянии в межклеточной среде положительный и отрицательный ионный заряд равномерно распределяется вдоль внешней и внутренней поверхностей мембраны соответственно. После того как ионные насосы проделали некоторую работу, на внешней и внутренней поверхностях наводится заряд, поэтому толщина мембраны изменяется до некоторого нового значения. Предположим, что ионные помпы включаются, когда мембрана не заряжена, а мембрана заряжается достаточно медленно (квазистатически). Помпы прекращают работу в случае, если разность напряжений на мембране станет больше определенного порогового значения V_n. Насколько должна быть велика жесткость пружины k, чтобы ионные помпы отключились до того, как мембрана разрушится? Диэлектрическая проницаемость мембраны ε.

Имеются две диэлектрических бесконечно длинных нити. Нити равномерно заряжены одноименными зарядами с линейной плотностью λ и 2λ. Нити расположили перпендикулярно друг другу в разных плоскостях, причем расстояние между их ближайшими точками равно r. Найти силу взаимодействия нитей. Ответ обосновать.

Внутри незаряженного металлического шара имеются две сферические полости

Тип 28 № 4218

Внутри незаряженного металлического шара радиусом r₁ = 40 см имеются две сферические полости радиусами расположенные таким образом, что их поверхности почти соприкасаются в центре шара. В центре одной полости поместили заряд нКл, а затем в центре другой — заряд нКл (см. рис.). Найдите модуль и направление вектора напряжённости электростатического поля в точке O, находящейся на расстоянии R = 1 м от центра шара на перпендикуляре к отрезку, соединяющему центры полостей.

В электростатике считается, что электрическое поле внутри металла отсутствует, так как иначе свободные заряды внутри металла двигались бы. Поэтому при помещении заряда в первую полость на её стенках индуцируется заряд и по принципу суперпозиции суммарное поле этих двух зарядов в металле шара равно нулю. По закону сохранения электрического заряда и в силу электронейтральности шара избыточный заряд равен Он вытесняется на поверхность шара и равномерно распределяется по ней, так как заряды внутри металла не создают поля и не влияют на распределение зарядов на поверхности шара.

После помещения заряда во вторую полость всё происходит аналогичным образом, и на поверхность шара вытесняется дополнительно заряд так что теперь на поверхности шара равномерно распределяется суммарный заряд

Поле равномерно заряженного шара вне его совпадает с полем точечного заряда, помещённого в центр шара, поэтому, согласно закону Кулона, поле в точке O, находящейся на расстоянии R от центра шара, по модулю равно В/м и направлено вдоль радиуса от центра шара к точке

Здесь — электрическая постоянная.

Ответ: В/м, вектор направлен от центра шара к точке

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае - отсутствие электростатического поля внутри металлических проводников, принцип суперпозиции электрических полей, закон сохранения электрического заряда и закон Кулона):

II) описаны все вводимые в решение буквенные обозначения физических величин (за исключением, возможно, обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи):

III) проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III -представлены не в полном объёме или отсутствуют.

При ПОЛНОМ правильном решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).

При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Тип 25 № 6210

Два точечных положительных заряда: q₁ = 30 нКл и q₂ = 10 нКл находятся в вакууме на расстоянии L = 0,5 м друг от друга. Определите величину напряжённости электрического поля этих зарядов в точке А, расположенной на прямой, соединяющей заряды, на расстоянии 2L от второго заряда (см. рис.). Ответ приведите в ньютонах на кулон.

Напряжённость электрического поля складывается по принципу суперпозиции электрических полей. Напряжённость, создаваемая точечным зарядом q на расстоянии r равна Следовательно, напряжённость, создаваемая первым зарядом в точке А а вторым — Суммарная напряжённость, создаваемая зарядами:

что такое k в формуле?

Величина — коэффициент пропорциональности в законе Кулона. В СИ

Тип 25 № 6245

Два точечных отрицательных заряда: q₁ = −20 нКл и q₂ = −40 нКл находятся в вакууме на расстоянии L = 1,5 м друг от друга. Определите величину напряжённости электрического поля этих зарядов в точке А, расположенной на прямой, соединяющей заряды, на одинаковом расстоянии от обоих зарядов. Ответ приведите в вольтах на метр.

Суммарная величина напряжённости находится по принципу суперпозиции электрических полей. Векторы напряжённости, создаваемые этими зарядами, направлены в противоположные стороны, поэтому суммарная величина напряжённости равна их разности. Напряжённость, создаваемая точечным зарядом q на расстоянии r равна Следовательно, напряжённость, создаваемая первым зарядом в точке А а вторым — Суммарная напряжённость, создаваемая зарядами:

Источник: ЕГЭ по физике 05.05.2014. Досрочная волна. Вариант 2., ЕГЭ по физике 05.05.2014. Досрочная волна. Вариант 3.

В условии сказано привести ответ в В/м, а в графе "ответ" приведен ответ в Н/Кл

Тип 12 № 24363

На рисунке представлено расположение двух неподвижных точечных электрических зарядов: и +2q. Как направлен (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости суммарного электрического поля этих зарядов в точке А? Ответ запишите словом (словами).

Вектор напряженности поля, созданного зарядом направлен влево. Вектор напряженности поля, созданного зарядом +2q, направлен вправо. Так как заряд 2q больше по модулю и находится ближе к точке А, то его напряженность по модулю больше напряженности поля заряда По принципу суперпозиции полей E = E_2q − E_–q и направлен вправо.

Тип 12 № 25029

На рисунке представлено расположение двух неподвижных отрицательных точечных электрических зарядов: –q и –q. Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости суммарного электрического поля этих зарядов в точке А? Ответ запишите словом (словами).

Вектора напряженности полей, созданных отрицательными зарядами, направлены к зарядам (вправо). По принципу суперпозиции полей напряженность поля в точке А равна сумме напряженностей полей, созданных каждым зарядом. Значит, этот вектор тоже направлен вправо.

Тип 16 № 8948

Два точечных заряда +q и –q расположены на одной прямой на расстоянии 3r друг от друга. На расстоянии 2r от положительного заряда и r от отрицательного заряда на этой же прямой располагают третий заряд +2q (см. рис.).

Определите, как изменятся модуль напряжённости электрического поля в точке А и потенциал точки А. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Напряженность E — силовая характеристика электрического поля, численно равная электрической силе, действующей на единичный положительный заряд. Напряженность, создаваемая точечным зарядом Q на расстоянии r от него, равна

Направление вектора напряженности совпадает с направлением силы Кулона по отношению к положительному пробному заряду.

Так как заряды и точка А лежат на одной прямой, то и вектор напряженности будет лежать на этой прямой. Его модуль будет равен:

Добавление третьего заряда приведет к уменьшению модуля напряженности электрического поля.

Потенциал электростатического поля — скалярная величина, равная отношению потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду:

Таким образом, найдем значение потенциала точки А в двух случаях:

из чего следует, что добавление третьего заряда приведет к увеличению потенциала точки А.

Тип 28 № 5745

Плоское диэлектрическое кольцо радиусом R = 1 м заряжено зарядом q = 1 нКл, равномерно распределённым по периметру кольца. В некоторый момент из кольца удаляют маленький заряженный кусочек длиной где — угол, под которым виден этот кусочек из центра кольца, причём распределение остальных зарядов по кольцу не меняется. На сколько после этого изменится по модулю напряжённость электрического поля в центре кольца?

Вначале напряжённость электрического поля в центре кольца была равна нулю. Действительно, для каждого участка длиной с зарядом создающего в центре кольца напряжённость электрического поля, равную по модулю, согласно закону Кулона, и направленную противоположно радиусу кольца, проведённому из центра к кусочку, имеется на другой стороне кольца такой же кусочек длиной создающий в центре кольца такое же по модулю и противоположно направленное электрическое поле. Поэтому по принципу суперпозиции электрических полей суммарное поле в центре кольца вначале было равно нулю.

После удаления такого кусочка напряжённость электрического поля в центре кольца изменится по модулю, очевидно, как раз на

Тип 12 № 19667

Площадь грозового облака 2 км 2 , напряжённость электрического поля между облаком и землёй 10 6 В/м. Считая, что облако и поверхность Земли образуют плоский конденсатор, найдите, чему равен модуль электрического заряда этого облака? Ответ выразите в кулонах и округлите до десятых долей.

Напряжённость электрического поля между поверхностью Земли и облаком равна Заряд конденсатора равен Ёмкость плоского конденсатора равна Отсюда получаем, что заряд равен

Тип 17 № 4104

Двум металлическим пластинам площадью S каждая сообщили равные по модулю, но противоположные по знаку заряды +Q и −Q. Пластины расположили на малом расстоянии d друг от друга. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

1) Напряжённость электрического поля между пластинами

2) Разность потенциалов между пластинами

3) Емкость системы, состоящей из двух таких пластин

4) Энергия электрического поля, заключённого между этими пластинами

Описанная в задаче система представляет собой заряженный плоский конденсатор. Емкость такого конденсатора равна Энергия плоского конденсатора дается выражением: следовательно, формула Б описывает энергию электрического поля, заключённого между пластинами. Разность потенциалов между пластинами равна Следовательно, формуле А соответствует пункт 2. Наконец, чтобы завершить разговор по поводу данной задачи, напомним выражение для напряжённости электрического поля между пластинами:

Тип 16 № 12866

Плоский воздушный конденсатор зарядили до некоторого напряжения и отключили от батареи. Затем расстояние между пластинами конденсатора уменьшили. Определите, как в результате этого изменились электроёмкость конденсатора и напряжённость электрического поля в конденсаторе.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменилась.

Электроёмкость конденсатора

Напряжённость электрического поля в конденсаторе

Ёмкость плоского конденсатора увеличивается при уменьшении расстояния между пластинами.

Напряжённость электрического поля в плоском конденсаторе не зависит от расстояния между пластинами.

Тип 12 № 9505

На расстоянии 2a друг от друга закреплены два точечных электрических заряда +q и так, как показано на рисунке. Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости электрического поля, создаваемого этими зарядами в точке A? Ответ запишите словом (словами).

По принципу суперпозиции, напряженность поля в точке A есть сумма напряженностей полей, создаваемых зарядами и по отдельности. Поле отрицательного точечного заряда направлено к заряду, а поле, создаваемое положительным зарядом, — от заряда. Так как расстояния от зарядов до точки А равны, то результирующее поле будет направлено вправо.

Тип 15 № 10188

Электрон влетает в пространство между пластинами плоского конденсатора со скоростью V₀ = 4 · 10 7 м/с (на рисунке показан вид сверху) на расстоянии d/2 от пластин. Расстояние между пластинами d = 4 мм, длина пластин L = 6 см, напряжение между ними 10 В.

Выберите все верные утверждения.

1) Модуль напряжённости электрического поля в конденсаторе равен 2,5 кВ/м.

2) На электрон внутри конденсатора со стороны электрического поля будет действовать сила, всегда направленная вдоль отрицательного направления оси 0y.

3) В процессе движения электрона внутри конденсатора действующая на него со стороны поля электрическая сила не будет изменяться.

4) Траектория движения электрона в конденсаторе представляет собой прямую линию, направленную под углом к оси 0x.

5) Время, которое потребуется электрону для того, чтобы вылететь из конденсатора, равно 0,0015 мкс.

Проверим правильность утверждений.

1) Электрическое поле внутри плоского воздушного конденсатора однородное, модуль его напряжённости связан с напряжением на конденсаторе и расстоянием между пластинами соотношением Утверждение 1 — верно.

2) Электрон — отрицательно заряженная частица, следовательно, он будет отталкиваться от отрицательной пластины и притягиваться к положительной. На электрон внутри конденсатора со стороны электрического поля будет действовать сила, всегда направленная вдоль положительного направления оси 0y. Утверждение 2 — неверно.

3) Электрическое поле внутри плоского воздушного конденсатора однородное, а значит, сила, действующая на электрон, не будет изменяться. Утверждение 3 — верно.

4) Электрон будет двигаться с ускорением, вызванным действием электрической силы. При этом продольная составляющая скорости электрона не меняется, и он будет двигаться по параболической траектории. Утверждение 4 — неверно.

5) Чтобы вылететь из конденсатора электрону понадобиться время Утверждение 5 — верно.

Тип 17 № 6359

Сплошной металлический шар радиусом R, находящийся в вакууме, имеет заряд Q. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции из первого столбца подберите соответствующую позицию из второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) модуль напряжённости электрического поля на расстоянии 2R от центра шара

Б) потенциал поверхности шара

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

А) Модуль напряжённости сферически симметричного распределения заряда вне этого заряда на расстоянии r рассчитывается по формуле Следовательно, на расстоянии модуль напряжённости

Б) Потенциал по сферически симметричного распределения заряда вне этого заряда на расстоянии r рассчитывается по формуле Значит, на поверхности шара, то есть на расстоянии R потенциал

Тип 12 № 9058

Модуль напряжённости электрического поля в плоском воздушном конденсаторе ёмкостью 50 мкФ равен 200 В/м. Расстояние между пластинами конденсатора 2 мм. Чему равен заряд этого конденсатора? Ответ выразите в микрокулонах.

Напряженность поля в конденсаторе может быть вычислена по формуле:

Заряд на обкладках конденсатора связан с емкостью и напряжением:

Тип 28 № 25263

На плоскости в вакууме расположен правильный шестиугольник, в вершинах которого находятся 6 одинаковых по величине электрических точечных зарядов — три положительных и три отрицательных. Пронумеруем вершины по часовой стрелке, начиная с какой-то произвольной, номерами 1, 2, 3, 4, 5, 6. Пусть вначале в вершинах с номерами 1, 2, 3 находятся положительные заряды, а в остальных, с номерами 4, 5, 6, — отрицательные. Пусть в центре шестиугольника, точке О, один заряд создаёт электрическое поле с модулем напряжённости Е₀. Обозначим модуль напряжённости поля от всех зарядов в той же точке через Е₁. Затем заряды под номерами 3 и 4 поменяем местами. Обозначим поле в точке О в этом случае через Е₂. Найдите отношение

1. Изобразим систему зарядов в первом случае (см. рис. 1).

2. Если на одной прямой, проходящей через центр шестиугольника, расположены симметрично два разноимённых заряда, то их поля складываются и в сумме дают электрическое поле в точке О с напряженностью 2Е₀, направленное вдоль этой прямой от положительного заряда к отрицательному.

3. В первом случае имеется 3 пары таких зарядов (1−4, 2−5 и 3−6), и в точке О складываются 3 вектора с модулями 2Е₀ — один вдоль оси симметрии системы зарядов (линия 2−5), а 2 — отклоненные от него вправо и влево на угол 60°.

4. По правилам сложения векторов получаем суммарный вектор напряжённости электрического поля в точке О, модуль которого равен Е₁ = 4Е₀.

5. Изобразим теперь систему зарядов во втором случае (см. рис. 2).

6. Рассуждая аналогичным образом и учитывая, что поле в точке О от двух симметрично расположенных одноименных зарядов равно нулю (а это пары зарядов под номерами 1 и 4, 3 и 6), получаем, что электрическое поле в точке О создаётся парой разноимённых зарядов 2 и 5, и модуль его напряжённости равен Е₂ = 2Е₀, а вектор направлен от точки 2 к точке 5.

7. Окончательно получаем

Тип 28 № 25300

Задачи из ЕГЭ по электростатике с решениями

C4_1. Пы­лин­ка, име­ю­щая массу и заряд , вле­та­ет в элек­три­че­ское поле вер­ти­каль­но­го вы­со­ко­го кон­ден­са­то­ра в точке, на­хо­дя­щей­ся по­се­ре­ди­не между его пла­сти­на­ми (см. ри­су­нок, вид свер­ху).

Чему долж­на быть равна ми­ни­маль­ная ско­рость, с ко­то­рой пы­лин­ка вле­та­ет в кон­ден­са­тор, чтобы она смог­ла про­ле­теть его на­сквозь? Длина пла­стин кон­ден­са­то­ра 10 см, рас­сто­я­ние между пла­сти­на­ми 1 см, на­пря­же­ние на пла­сти­нах кон­ден­са­то­ра 5 000 В. Си­сте­ма на­хо­дит­ся в ва­ку­у­ме.

C 4_2. Ма­лень­кий шарик с за­ря­дом 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?

C 4_3. Элек­трон вле­та­ет в плос­кий кон­ден­са­тор со ско­ро­стью па­рал­лель­но пла­сти­нам (см. ри­су­нок), рас­сто­я­ние между ко­то­ры­ми d.

На какой угол от­кло­нит­ся при вы­ле­те из кон­ден­са­то­ра век­тор ско­ро­сти элек­тро­на от пер­во­на­чаль­но­го на­прав­ле­ния, если кон­ден­са­тор за­ря­жен до раз­но­сти по­тен­ци­а­лов ? Длина пла­стин . Дей­стви­ем на элек­трон силы тя­же­сти пре­не­бречь.

C 4_4. Элек­трон вле­та­ет в плос­кий кон­ден­са­тор со ско­ро­стью па­рал­лель­но пла­сти­нам (см. ри­су­нок, вид свер­ху), рас­сто­я­ние между ко­то­ры­ми d.

Ка­ко­ва раз­ность по­тен­ци­а­лов между пла­сти­на­ми кон­ден­са­то­ра, если при вы­ле­те из кон­ден­са­то­ра век­тор ско­ро­сти элек­тро­на от­кло­ня­ет­ся от пер­во­на­чаль­но­го на­прав­ле­ния на угол ? Длина пла­стин .

C 4_5. Полый шарик мас­сой с за­ря­дом дви­жет­ся в од­но­род­ном го­ри­зон­таль­ном элек­три­че­ском поле из со­сто­я­ния покоя. Тра­ек­то­рия ша­ри­ка об­ра­зу­ет с вер­ти­ка­лью угол . Чему равен мо­дуль на­пря­жен­но­сти элек­три­че­ско­го поля Е?

C 4_6. Полый за­ря­жен­ный шарик мас­сой дви­жет­ся в од­но­род­ном го­ри­зон­таль­ном элек­три­че­ском поле из со­сто­я­ния покоя. Мо­дуль на­пря­жен­но­сти элек­три­че­ско­го поля . Тра­ек­то­рия ша­ри­ка об­ра­зу­ет с вер­ти­ка­лью угол . Чему равен заряд ша­ри­ка q?

C 4_7. Элек­трон вле­та­ет в про­стран­ство между двумя раз­но­имен­но заря­жен­ны­ми пла­сти­на­ми плос­ко­го кон­ден­са­то­ра со ско­ро­стью v_o (v_o > d), раз­ность по­тен­ци­а­лов меж­ду пла­сти­на­ми Δφ. Опре­де­ли­те тан­генс угла, на ко­то­рый от­кло­нит­ся элек­трон после вы­ле­та из кон­ден­са­то­ра.

C 4_8. Два то­чеч­ных за­ря­да и , на­хо­дя­щи­е­ся на рас­сто­я­нии друг от друга, при­тя­ги­ва­ют­ся с силой . Сумма за­ря­дов равна . Чему равны мо­ду­ли этих за­ря­дов? Ответ округ­ли­те до де­ся­тых долей мкКл.

C 4_9. Два оди­на­ко­вых воз­душ­ных кон­ден­са­то­ра со­еди­не­ны по­сле­до­ва­тель­но и под­клю­че­ны к ис­точ­ни­ку по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния. Затем один из них, не раз­ры­вая цепь, опу­сти­ли в масло с ди­элек­три­че­ской про­ни­ца­е­мо­стью . Как и во сколь­ко раз при этом из­ме­нит­ся энер­гия вто­ро­го кон­ден­са­то­ра, ко­то­рый остал­ся не по­гружённым в масло?

C 4 № 3689. Два оди­на­ко­вых воз­душ­ных кон­ден­са­то­ра со­еди­не­ны по­сле­до­ва­тель­но и под­клю­че­ны к ис­точ­ни­ку по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния. Затем один из них, не раз­ры­вая цепь, опу­сти­ли в масло с ди­элек­три­че­ской про­ни­ца­е­мо­стью . Как и во сколь­ко раз при этом из­ме­нит­ся энер­гия вто­ро­го кон­ден­са­то­ра, ко­то­рый остал­ся не по­гружённым в масло? C 4 № 3689. Два оди­на­ко­вых воз­душ­ных кон­ден­са­то­ра со­еди­не­ны по­сле­до­ва­тель­но и под­клю­че­ны к ис­точ­ни­ку по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния. Затем один из них, не раз­ры­вая цепь, опу­сти­ли в масло с ди­элек­три­че­ской про­ни­ца­е­мо­стью . Как и во сколь­ко раз при этом из­ме­нит­ся энер­гия вто­ро­го кон­ден­са­то­ра, ко­то­рый остал­ся не по­гружённым в масло?

C 4 № 4218. Внут­ри не­за­ря­жен­но­го ме­тал­ли­че­ско­го шара ра­ди­у­сом r₁= 40 см име­ют­ся две сфе­ри­че­ские по­ло­сти ра­ди­у­са­ми рас­по­ло­жен­ные таким об­ра­зом, что их по­верх­но­сти почти со­при­ка­са­ют­ся в цен­тре шара. В цен­тре одной по­ло­сти по­ме­сти­ли заряд нКл, а затем в цен­тре дру­гой - заряд нКл (см. ри­су­нок). Най­ди­те мо­дуль и на­прав­ле­ние век­то­ра на­пряжённо­сти элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля в точке , на­хо­дя­щей­ся на рас­сто­я­нии = 1 м от цен­тра шара на пер­пен­ди­ку­ля­ре к от­рез­ку, со­еди­ня­ю­ще­му цен­тры по­ло­стей.

В элек­тро­ста­ти­ке счи­та­ет­ся, что элек­три­че­ское поле внут­ри ме­тал­ла от­сут­ству­ет, так как иначе сво­бод­ные за­ря­ды внут­ри ме­тал­ла дви­га­лись бы. По­это­му при по­ме­ще­нии за­ря­да в первую по­лость на её стен­ках ин­ду­ци­ру­ет­ся заряд и по прин­ци­пу су­пер­по­зи­ции сум­мар­ное поле этих двух за­ря­дов в ме­тал­ле шара равно нулю. По за­ко­ну со­хра­не­ния элек­три­че­ско­го за­ря­да и в силу элек­тро­ней­траль­но­сти шара из­бы­точ­ный заряд равен . Он вы­тес­ня­ет­ся на по­верх­ность шара и рав­но­мер­но рас­пре­де­ля­ет­ся по ней, так как за­ря­ды внут­ри ме­тал­ла не со­зда­ют поля и не вли­я­ют на рас­пре­де­ле­ние за­ря­дов на по­верх­но­сти шара.

После по­ме­ще­ния за­ря­да во вто­рую по­лость все про­ис­хо­дит ана­ло­гич­ным об­ра­зом, и на по­верх­ность шара вы­тес­ня­ет­ся до­пол­ни­тель­но заряд , так что те­перь на по­верх­но­сти шара рав­но­мер­но рас­пре­де­ля­ет­ся сум­мар­ный заряд .

Поле рав­но­мер­но за­ря­жен­но­го шара вне его сов­па­да­ет с полем то­чеч­но­го за­ря­да, помещённого в центр шара, по­это­му, со­глас­но за­ко­ну Ку­ло­на, поле в точке , на­хо­дя­щей­ся на рас­сто­я­нии от цен­тра шара, по мо­ду­лю равно В/м и на­прав­ле­но вдоль ра­ди­у­са от цен­тра шара к точке .

Здесь - элек­три­че­ская по­сто­ян­ная.

Ответ: В/м, век­тор на­прав­лен от цен­тра шара к точке .

C 4 № 4253. Внут­ри не­за­ря­жен­но­го ме­тал­ли­че­ско­го шара ра­ди­у­сом r ₁ = 40 см име­ют­ся две сфе­ри­че­ские по­ло­сти ра­ди­у­са­ми рас­по­ло­жен­ные таким об­ра­зом, что их по­верх­но­сти почти со­при­ка­са­ют­ся в цен­тре шара. В цен­тре одной по­ло­сти по­ме­сти­ли заряд нКл, а затем в цен­тре дру­гой - заряд нКл (см. ри­су­нок). Най­ди­те мо­дуль и на­прав­ле­ние век­то­ра на­пряжённо­сти элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля в точке , на­хо­дя­щей­ся на рас­сто­я­нии = 1 м от цен­тра шара на пер­пен­ди­ку­ля­ре к от­рез­ку, со­еди­ня­ю­ще­му цен­тры по­ло­стей.

24. В нижней половине незаряженного металлического шара располагается крупная шарообразная полость, заполненная воздухом. Шар находится в воздухе вдали от других предметов. В центр полости помещён положительный точечный заряд q > 0 (см. рисунок). Нарисуйте картину линий напряжённости электростатического поля внутри полости, внутри проводника и снаружи шара. Если поле отсутствует, напишите в данной области: E → = 0. → Если поле отлично от нуля, нарисуйте картину поля в данной области, используя восемь линий напряжённости. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения. (Подсказка) (Решение)

25. Плоская льдина плавает в воде, выступая над её поверхностью на h = 0,04 м. Определите массу льдины, если площадь её поверхности S = 2500 см². Плотность льда равна 900 кг/м 3 . (Подсказка) (Решение).

26. Предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы. Оптическая сила линзы D = 5 дптр. Изображение предмета действительное, увеличение (отношение высоты изображения предмета к высоте самого предмета) k = 2. Найдите расстояние между предметом и его изображением. (Подсказка) (Решение).

27. В запаянной с одного конца трубке находится влажный воздух, отделённый от атмосферы столбиком ртути длиной l = 76 мм. Когда трубка лежит горизонтально, относительная влажность воздуха φ ₁ в ней равна 80%. Какой станет относительная влажность этого воздуха φ ₂ , если трубку поставить вертикально, открытым концом вниз? Атмосферное давление равно 760 мм рт. ст. Температуру считать постоянной. (Подсказка) (Решение)

28. 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. (Подсказка) (Решение)

29. В опыте по изучению фотоэффекта монохроматическое излучение мощностью Р = 0,21 Вт падает на поверхность катода, в результате чего в цепи возникает ток. График зависимости силы тока I от напряжения U между анодом и катодом приведён на рисунке. Какова частота ν падающего света, если в среднем один из 30 фотонов, падающих на катод, выбивает электрон? (Подсказка) (Решение)

30. В маленький шар массой M = 230 г, висящий на нити длиной l = 50 см, попадает и застревает в нём горизонтально летящая пуля. Минимальная скорость пули v₀, при которой шар после этого совершит полный оборот в вертикальной плоскости, равна 120 м/с. Чему равна масса пули? Сопротивлением воздуха пренебречь. Обоснуйте применимость законов, используемых при решении задачи. (Подсказка) (Решение)

30. Однородный брусок AB массой M постоянного прямоугольного сечения лежит на гладкой горизонтальной поверхности стола, свешиваясь с него менее чем наполовину (см. рисунок). К правому концу бруска прикреплена лёгкая нерастяжимая нить. Другой конец нити закреплён на меньшем из двух дисков идеального составного блока. На большем диске этого блока закреплена другая лёгкая нерастяжимая нить, на которой висит груз массой m = 1 кг. Диски скреплены друг с другом, образуя единое целое. R = 10 см, r = 5 см.
Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на брусок M, блок и груз m.
Найдите минимальное значение M, при котором система тел остаётся неподвижной.
Обоснуйте применимость используемых законов к решению задачи. (Подсказка) (Решение)

Читайте также:

  
• Реакция с металлами до водорода
  
• Сварка металла 5 мм
  
• Болты металлические для полиграфии
  
• Печь из металла для обогрева
  
• Калитка из металла и дерева своими руками