Уединенная металлическая сфера электроемкостью 10 пф

Обновлено: 01.06.2024

301.Электрическое поле создано двумя точечными зарядами q1=40 нКл и q2= -10 нКл, находящимися на расстоянии d=10 см друг от друга. Определить напряженность Е поля в точке, удаленной от первого заряда на r1 =12 см и от второго на r2 =6 см.

302.Три одинаковых точечных заряда q1=q2=q3=2 нКл находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной а=10 см. Определить модуль и направление силы F, действующей на один из зарядов со стороны двух других.

303.Расстояние d между двумя точечными положительными зарядами q1=9q и q2=q равно 8 см. На каком расстоянии r от первого заряда находится точка, в которой напряженность Е поля зарядов равна нулю? Где находилась бы эта точка, если бы второй заряд был отрицательным?

304.Два одинаковых заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на угол α . Шарики погружаются в масло. Какова плотность ρ0 масла, если угол расхождения нитей при погружении шариков в масло остается неизменным? Плотность материала шариков ρ равна 1,510 3 кг/м 3 , диэлектрическая проницаемость масла ε =2,2.

305.На тонком кольце равномерно распределен заряд с линейной плотностью заряда τ=0,2 нКл/cм. Радиус кольца R=15 см. На срединном перпендикуляре к плоскости кольца находится точечный заряд q=10 нКл. Определить силу F, действующую на точечный заряд со стороны заряженного кольца, если он удален

от центра кольца на: 1) а1=20 см; 2) а2=10 м.

306.Расстояние d между двумя длинными тонкими проволоками, расположенными параллельно друг другу, равно 16 см. Проволоки равномерно заряжены разноименными зарядами с линейной плотностью /τ/ =150 мкКл/м. Какова напряженность Е поля в точке, удаленной на r=10 см как от первой, так и от второй проволоки?

307.Определить напряженность Е поля, создаваемого зарядом, равномерно распределенным по тонкому прямому стержню с линейной плотностью заряда τ=200 нКл/м, в точке, лежащей на продолжении оси стержня на расстоянии а=20 см от ближайшего конца. Длина стержня l=40 см/

308.Найти потенциальную энергию En системы трех точечных зарядов q1=10 нКл, q2=20 нКл, q3=-30 нКл, расположенных в вершинах равностороннего треугольника со стороной длиной а=10см.

309.По тонкому кольцу радиусом R=10 см равномерно

распределен заряд с линейной плотностью τ=10 нКл/м. Определить потенциал φ в точке, лежащей на оси кольца, на расстоянии а=5 см от центра.

310.Тонкий стержень длиной l=10 см несет равномерно распределенный заряд q=1 нКл. Определить потенциал φ электрического поля в точке, лежащей на оси стержня на расстоянии а=20 см от ближайшего его конца.

311.Электрон влетел в плоский конденсатор, находясь на одинаковом расстоянии от каждой пластины и имея скорость v=10 Mм/с, направленную параллельно пластинам, расстояние d между которыми равно 2 см. Длина l каждой пластины равна 10 см. Какую наименьшую разность потенциалов U нужно приложить к пластинам, чтобы электрон не вылетел из конденсатора.

312.Два металлических шарика радиусами R1=5 см и R2=10 cм имеют заряды q1=40 нКл и q2=-20 нКл, соответственно. Найти энергию W, которая выделится при разряде, если шары соединить проводником.

313.Электроемкость С плоского конденсатора равна 1,5 мкФ. Расстояние d между пластинами равно 5 мм. Какова будет электроемкость С конденсатора, если на нижнюю пластину положить лист эбонита толщиной d1=3 мм с диэлектрической

314.Сила F притяжения между пластинами плоского воздушного конденсатора равна 50 мН. Площадь S каждой пластины равна 200см 2 . Найти плотность энергии ɷ поля конденсатора.

315.Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено диэлектриком (фарфор), объем V которого равен 100 см 3 . Поверхностная плотность заряда σ на пластинах конденсатора равна 8,85 нКл/м 2 . Вычислить работу А, которую необходимо совершить для того, чтобы удалить диэлектрик из конденсатора. Трением диэлектрика о пластины конденсатора пренебречь. Конденсатор отключен от источника э.д.с.

316.Уединенная металлическая сфера электроемкостью С=10 пФ заряжена до потенциала φ=3 кВ. Определить энергию E поля, заключенного в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в три раза больше радиуса сферы.

317.Электрический момент диполя p равен 10 -8 Кл.м. На продолжении оси диполя (ближе к положительному заряду) на расстоянии r=1 м от центра диполя находится заряд q=-10 -10 Кл. Найти работу по перемещению заряда в точку, расположенную симметрично относительно центра диполя.

318.Диполь с электрическим моментом р=100 пКл.м свободно установился в однородном электрическом поле напряженностью Е=10 кВ/м. Найти изменение потенциальной энергии ∆En диполя при повороте его на угол α=60 0 .

319.Диполь с электрическим моментом p=100 пКл.м свободно установился в однородном электрическом поле напряженностью Е=9 МВ/м. Диполь повернули на малый угол и предоставили самому себе. Определить частоту n собственных

колебаний диполя в электрическом поле. Момент инерции J диполя относительно оси, проходящей через центр диполя, равен4·10 -12 кг м 2 .

320.Расстояние d между пластинами плоского конденсатора равно 2 мм, разность потенциалов U=1,8 кВ. Диэлектрик –стекло (ε=7). Определить диэлектрическую восприимчивость c стекла и поверхностную плотность σ/ поляризационных (связанных) зарядов на поверхности стекла.

321.Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектрика: стекла толщиной d1=0,2 см и слоем парафина толщиной d2=0,3 cм. Разность потенциалов между обкладками U=300 В. Определить напряженность Е поля, электрическое смещение D поля и падение потенциала ∆φ в каждом из слоев. Принять εст=7 и εпар=2.

322.Вычислить сопротивление R графитового проводника, изготовленного в виде прямого кругового усеченного конуса высотой h=20 см и радиусами оснований r1=12 мм и r2=8 мм. Температура t проводника равна 200С. Удельное сопротивление графита ρ=8 10 -4 Ом см.

323.Э.д.с. батареи Ri=5 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность Р=100 Вт. Определить силу тока I в цепи, напряжение U, под которым находится внешняя цепь, и ее сопротивление R.

324.Э.д.с. батареи Imax=10 A. Определить максимальную мощность Рmax, которая может выделиться во внешней цепи.

325.Три батареи с э.д.с. 1=12 В, 2=5 В и 3=10 В и одинаковыми внутренними сопротивлениями r, равными 1 Ом, соединены между собой одноименными полюсами, Сопротивление соединительных проводов ничтожно мало. Определить силы токов I, идущих через каждую батарею.

326.Сила тока в проводнике сопротивлением R=100 Ом изменяется со временем по закону I=I0e- αt , где I0=20 A, a=10 2 c -1 . Определить количество теплоты Q, выделившейся за это время в проводнике.

327.Сила тока в проводнике сопротивлением R=15 Ом равномерно возрастает от I0=0 до некоторого максимального значения в течение времени t=5 с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты Q=10 кДж. Найти среднюю силу

тока Icр в проводнике за этот промежуток времени.

328.В медном проводнике длиной l=2 м и площадью S поперечного сечения, равной 0,4 мм 2 , идет ток. Сколькоэлектронов N проходит за 1 с через поперечное сечение этогопроводника? Для меди ρ=1.72 10 -8 Ом см.

329.В медном проводнике объемом V=6 см 3 при прохождении по нему постоянного электрического тока за время t=1 мин выделилось количество теплоты Q=200 Дж. Вычислить напряженность Е электрического поля в проводнике. Для меди ρ=1.72 10 -8 Ом см.

330.Определить объемную плотность тепловой мощности w в металлическом проводнике, если плотность тока j=10 А/мм 2 .Напряженность Е электрического тока в проводнике равна 1мВ/м.

Уединенная металлическая сфера электроемкостью 10 пф

Разделы

Дополнительно


Задача по физике - 9017

Зная, что показатель преломления $n$ водяных паров при нормальных условиях равен 1,000252 и что молекула воды обладает электрическим моментом $p = 6,1 \cdot 10^ <-30>Кл \cdot м$, определить, какую долю от общей поляризуемости (электронной и ориентационной) составляет электронная поляризуемость молекулы.

Задача по физике - 9018

Уединенная металлическая сфера электроемкостью $C = 10 пФ$ заряжена до потенциала $\phi = 3 кВ$. Определить энергию $W$ поля, заключенного в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в три раза больше радиуса сферы.

Задача по физике - 9019

Вычислить сопротивление $R$ графитового проводника, изготовленного в виде прямого кругового усеченного конуса высотой $h = 20 см$ и радиусами оснований $r_ <1>= 12 мм$ и $r_ =8 мм$. Температура $t$ проводника равна $20^ < \circ>С$.

Задача по физике - 9020

На одном конце цилиндрического медного проводника сопротивлением $R_ <0>= 10 Ом$ (при $0^ < \circ>С$) поддерживается температура $t_ = 20^ < \circ>С$, на другом $t_ = 400^ < \circ>С$. Найти сопротивление $R$ проводника, считая градиент температуры вдоль его оси постоянным.

Задача по физике - 9021

К источнику тока с ЭДС $\mathcal = 1,5 В$ присоединили катушку с сопротивлением $R = 0,1 Ом$. Амперметр показал силу тока, равную $I_ = 0,5 А$. Когда к источнику тока присоединили последовательно еще один источник тока с такой же ЭДС, то сила тока $I$ в той же катушке оказалась равной 0,4 А. Определить внутренние сопротивления $r_$ и $r_$ первого и второго источников тока.

Задача по физике - 9022

Имеется $N$ одинаковых гальванических элементов с ЭДС $\mathcal$ и внутренним сопротивлением $r_$ каждый. Из этих элементов требуется собрать батарею, состоящую из нескольких параллельно соединенных групп, содержащих по $n$ последовательно соединенных элементов. При таком значении $n$ сила тока $I$ во внешней цепи, имеющей сопротивление $R$, будет максимальной? Чему будет равно внутреннее сопротивление $R_$ батареи при этом значении $n$?

Задача по физике - 9023

Даны 12 элементов с ЭДС $\mathcal = 1,5 В$ и внутреннем сопротивлением $r = 0,4 Ом$. Как нужно соединить эти элементы, чтобы получить от собранной из них батареи наибольшую силу тока во внешней цепи, имеющей сопротивление $R = 0,3 Ом$? Определить максимальную силу тока $I_$.

Задача по физике - 9024

Два элемента ($\mathcal_ =l,2 В, r_ = 0,1 Ом; \mathcal_ = 0,9 В, r_ = 0,3 Ом$) соединены одноименными полюсами. Сопротивление $R$ соединительных проводов равно 0,2 Ом. Определить силу тока $I$ в цепи.

Задача по физике - 9025

Две батареи аккумуляторов ($\mathcal_ = 10 В, r_ = 1 Ом; \mathcal_ =8 В, r_ = 2 Ом$) и реостат ($R = 6 Ом$) соединены, как показано на рис. Найти силу тока в батареях и реостате.

Задача по физике - 9026

Три батареис ЭДС $\mathcal_ = 12 В, \mathcal_ = 5 В$ и $\mathcal = 10 В$ и одинаковыми внутренними сопротивлениями $r$, равными 1 Ом, соединены между собой одноименными полюсами. Сопротивление соединительных проводов ничтожно мало. Определить силы токов $I$, идущих через каждую батарею.

Задача по физике - 9027

ЭДС батареи аккумуляторов $\mathcal = 12 В$, сила тока $I$ короткого замыкания равна 5 А. Какую наибольшую мощность $P_$ можно получить во внешней цепи, соединенной с такой батареей?

Задача по физике - 9028

ЭДС $\mathcal$ батареи равна 20 В. Сопротивление $R$ внешней цепи равно 2 Ом, сила тока $I = 4 А$. Найти КПД батареи. При каком значении внешнего сопротивления $R$ КПД будет равен 99%?

Задача по физике - 9029

К зажимам батареи аккумуляторов присоединен нагреватель. ЭДС $\mathcal$ батареи равна 24 В, внутреннее сопротивление $r = 1 Ом$. Нагреватель, включенный в цепь, потребляет мощность $P = 80 Вт$. Вычислить силу тока $I$ в цепи и КПД $\eta$ нагревателя.

Задача по физике - 9030

Сила тока в проводнике сопротивлением $R = 12 Ом$ равномерно убывает от $I_ <0>= 5 А$ до $I=0$ в течение времени $t= 10 с$. Какое количество теплоты $Q$ выделяется в этом проводнике за указанный промежуток времени?

Задача по физике - 9031

По проводнику сопротивлением $R=3 Ом$ течет ток, сила которого возрастает. Количество теплоты $Q$, выделившееся в проводнике за время $\tau = 8 с$, равно 200 Дж. Определить количество электричества $q$, протекшее за это время по проводнику. В момент времени, принятый за начальный, сила тока в проводнике равна нулю.

Уединенная металлическая сфера электроемкостью 10 пф

Разделы

Дополнительно


Задача по физике - 9018

Уединенная металлическая сфера электроемкостью $C = 10 пФ$ заряжена до потенциала $\phi = 3 кВ$. Определить энергию $W$ поля, заключенного в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в три раза больше радиуса сферы.

Задача по физике - 9019

Вычислить сопротивление $R$ графитового проводника, изготовленного в виде прямого кругового усеченного конуса высотой $h = 20 см$ и радиусами оснований $r_ <1>= 12 мм$ и $r_ =8 мм$. Температура $t$ проводника равна $20^ < \circ>С$.

Задача по физике - 9020

На одном конце цилиндрического медного проводника сопротивлением $R_ <0>= 10 Ом$ (при $0^ < \circ>С$) поддерживается температура $t_ = 20^ < \circ>С$, на другом $t_ = 400^ < \circ>С$. Найти сопротивление $R$ проводника, считая градиент температуры вдоль его оси постоянным.

Задача по физике - 9021

К источнику тока с ЭДС $\mathcal = 1,5 В$ присоединили катушку с сопротивлением $R = 0,1 Ом$. Амперметр показал силу тока, равную $I_ = 0,5 А$. Когда к источнику тока присоединили последовательно еще один источник тока с такой же ЭДС, то сила тока $I$ в той же катушке оказалась равной 0,4 А. Определить внутренние сопротивления $r_$ и $r_$ первого и второго источников тока.

Задача по физике - 9022

Имеется $N$ одинаковых гальванических элементов с ЭДС $\mathcal$ и внутренним сопротивлением $r_$ каждый. Из этих элементов требуется собрать батарею, состоящую из нескольких параллельно соединенных групп, содержащих по $n$ последовательно соединенных элементов. При таком значении $n$ сила тока $I$ во внешней цепи, имеющей сопротивление $R$, будет максимальной? Чему будет равно внутреннее сопротивление $R_$ батареи при этом значении $n$?

Задача по физике - 9023

Даны 12 элементов с ЭДС $\mathcal = 1,5 В$ и внутреннем сопротивлением $r = 0,4 Ом$. Как нужно соединить эти элементы, чтобы получить от собранной из них батареи наибольшую силу тока во внешней цепи, имеющей сопротивление $R = 0,3 Ом$? Определить максимальную силу тока $I_$.

Задача по физике - 9024

Два элемента ($\mathcal_ =l,2 В, r_ = 0,1 Ом; \mathcal_ = 0,9 В, r_ = 0,3 Ом$) соединены одноименными полюсами. Сопротивление $R$ соединительных проводов равно 0,2 Ом. Определить силу тока $I$ в цепи.

Задача по физике - 9025

Две батареи аккумуляторов ($\mathcal_ = 10 В, r_ = 1 Ом; \mathcal_ =8 В, r_ = 2 Ом$) и реостат ($R = 6 Ом$) соединены, как показано на рис. Найти силу тока в батареях и реостате.

Задача по физике - 9026

Три батареис ЭДС $\mathcal_ = 12 В, \mathcal_ = 5 В$ и $\mathcal = 10 В$ и одинаковыми внутренними сопротивлениями $r$, равными 1 Ом, соединены между собой одноименными полюсами. Сопротивление соединительных проводов ничтожно мало. Определить силы токов $I$, идущих через каждую батарею.

Задача по физике - 9027

ЭДС батареи аккумуляторов $\mathcal = 12 В$, сила тока $I$ короткого замыкания равна 5 А. Какую наибольшую мощность $P_$ можно получить во внешней цепи, соединенной с такой батареей?

Задача по физике - 9028

ЭДС $\mathcal$ батареи равна 20 В. Сопротивление $R$ внешней цепи равно 2 Ом, сила тока $I = 4 А$. Найти КПД батареи. При каком значении внешнего сопротивления $R$ КПД будет равен 99%?

Задача по физике - 9029

К зажимам батареи аккумуляторов присоединен нагреватель. ЭДС $\mathcal$ батареи равна 24 В, внутреннее сопротивление $r = 1 Ом$. Нагреватель, включенный в цепь, потребляет мощность $P = 80 Вт$. Вычислить силу тока $I$ в цепи и КПД $\eta$ нагревателя.

Задача по физике - 9030

Сила тока в проводнике сопротивлением $R = 12 Ом$ равномерно убывает от $I_ <0>= 5 А$ до $I=0$ в течение времени $t= 10 с$. Какое количество теплоты $Q$ выделяется в этом проводнике за указанный промежуток времени?

Задача по физике - 9031

По проводнику сопротивлением $R=3 Ом$ течет ток, сила которого возрастает. Количество теплоты $Q$, выделившееся в проводнике за время $\tau = 8 с$, равно 200 Дж. Определить количество электричества $q$, протекшее за это время по проводнику. В момент времени, принятый за начальный, сила тока в проводнике равна нулю.

Задача по физике - 9032

Сила тока в проводнике равномерно увеличивается от $I_ <0>= 0$ до некоторого максимального значения в течение времени $\tau = 10 с$. За это время в проводнике выделилось количество теплоты $Q = 1 кДж$. Определить скорость нарастания тока в проводнике, если сопротивление $R$ его равно 3 Ом.

Уединенная металлическая сфера электроемкостью 10 пф

Электростатика
§ 18. Энергия заряженного проводника. Энергия электрического поля

Условия задач и ссылки на решения по теме:

1 Конденсатор электроемкостью 3 мкФ был заряжен до разности потенциалов 40 B. После отключения от источника тока конденсатор был соединен параллельно с другим незаряженным конденсатором электроемкостью C2=5 мкФ. Определить энергию ΔW, израсходованную на образование искры в момент присоединения второго конденсатора.
РЕШЕНИЕ

2 Плоский воздушный конденсатор с площадью пластины, равной 500 см2, подключен к источнику тока, ЭДС которого равна 300 B. Определить работу A внешних сил по раздвижению пластин от расстояния d1=1 см до d2=3 см в двух случаях: 1) пластины перед раздвижением отключаются от источника тока; 2) пластины в процессе раздвижения остаются подключенными к нему.
РЕШЕНИЕ

3 Плоский конденсатор заряжен до разности потенциалов 1 кВ. Расстояние между пластинами равно 1 см. Диэлектрик стекло. Определить объемную плотность энергии поля конденсатора
РЕШЕНИЕ

4 Металлический шар радиусом 3 см несет заряд 20 нКл. Шар окружен слоем парафина толщиной d=2 см. Определить энергию W электрического поля, заключенного в слое диэлектрика
РЕШЕНИЕ

18.1 Конденсатору, электроемкость C которого равна 10 пФ, сообщен заряд 1 пКл. Определить энергию W конденсатора
РЕШЕНИЕ

18.2 Расстояние между пластинами плоского конденсатора равно 2 см, разность потенциалов 6 кВ. Заряд Q каждой пластины равен 10 нКл. Вычислить энергию W поля конденсатора и силу F взаимного притяжения пластин.
РЕШЕНИЕ

18.3 Какое количество теплоты выделится при разряде плоского конденсатора, если разность потенциалов между пластинами равна 15 кВ, расстояние d=1 мм, диэлектрик — слюда и площадь S каждой пластины равна 300 см2
РЕШЕНИЕ

18.4 Сила притяжения между пластинами плоского воздушного конденсатора равна 50 мН. Площадь S каждой пластины равна 200 см2. Найти плотность энергии w поля конденсатора
РЕШЕНИЕ

18.5 Плоский воздушный конденсатор состоит из двух круглых пластин радиусом 10 см каждая. Расстояние между пластинами равно 1 см. Конденсатор зарядили до разности потенциалов U=1,2 кВ и отключили от источника тока. Какую работу A нужно совершить, чтобы, удаляя пластины друг от друга, увеличить расстояние между ними до d2=3,5 см?
РЕШЕНИЕ

18.6 Плоский воздушный конденсатор электроемкостью 1,11 нФ заряжен до разности потенциалов 300 B. После отключения от источника тока расстояние между пластинами конденсатора было увеличено в пять раз. Определить: 1) разность потенциалов U на обкладках конденсатора после их раздвижения; 2) работу A внешних сил по раздвижению пластин.
РЕШЕНИЕ

18.7 Конденсатор электроемкостью 666 пФ зарядили до разности потенциалов 1,5 кВ и отключили от источника тока. Затем к конденсатору присоединили параллельно второй, незаряженный конденсатор электроемкостью С2=444 пФ. Определить энергию, израсходованную на образование искры, проскочившей при соединении конденсаторов
РЕШЕНИЕ

18.8 Конденсаторы электроемкостями 1 мкФ, 2 мкФ, 3 мкФ включены в цепь с напряжением 1,1 кВ. Определить энергию каждого конденсатора в случаях: последовательного их включения; параллельного включения.
РЕШЕНИЕ

18.9 Электроемкость плоского конденсатора равна 111 пФ. Диэлектрик фарфор. Конденсатор зарядили до разности потенциалов U=600 В и отключили от источника напряжения. Какую работу A нужно совершить, чтобы вынуть диэлектрик из конденсатора? Трение пренебрежимо мало.
РЕШЕНИЕ

18.10 Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено диэлектриком фарфор, объем которого равен 100 см3. Поверхностная плотность заряда на пластинах конденсатора равна 8,85 нКл/м2. Вычислить работу A, которую необходимо совершить для того, чтобы удалить диэлектрик из конденсатора. Трением диэлектрика о пластины конденсатора пренебречь
РЕШЕНИЕ

18.11 Пластину из эбонита толщиной 2 мм и площадью 300 см2 поместили в однородное электрическое поле напряженностью H= 1 кВ/м, расположив так, что силовые линии перпендикулярны ее плоской поверхности. Найти: 1) плотность о связанных зарядов на поверхности пластин; 2) энергию W электрического поля, сосредоточенную в пластине
РЕШЕНИЕ

18.12 Пластину предыдущей задачи переместили из поля в область пространства, где внешнее поле отсутствует. Пренебрегая уменьшением поля в диэлектрике с течением времени, определить энергию электрического поля в пластине
РЕШЕНИЕ

18.13 Найти энергию уединенной сферы радиусом 4 см, заряженной до потенциала 500 B.
РЕШЕНИЕ

18.14 Вычислить энергию электростатического поля металлического шара, которому сообщен заряд Q=100 нКл, если диаметр d шара равен 20 см
РЕШЕНИЕ

18.15 Уединенная металлическая сфера электроемкостью 10 пФ заряжена до потенциала 3 кВ. Определить энергию поля, заключенного в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в три раза больше радиуса сферы.
РЕШЕНИЕ

18.16 Электрическое поле создано заряженной Q=0,1 мкКл сферой радиусом 10 см. Какова энергия поля, заключенная в объеме, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в два раза больше радиуса сферы?
РЕШЕНИЕ

18.17 Уединенный металлический шар радиусом 6 см несет заряд Q. Концентрическая этому шару поверхность делит пространство на две части (внутренняя конечная и внешняя бесконечная), так что энергии электрического поля обеих частей одинаковы. Определить радиус R2 этой сферической поверхности
РЕШЕНИЕ

18.18 Сплошной парафиновый шар радиусом 10 см заряжен равномерно по объему с объемной плотностью 10 нКл/м3. Определить энергию W1 электрического поля, сосредоточенную в самом шаре, и энергию W2 вне его
РЕШЕНИЕ

18.19 Эбонитовый шар равномерно заряжен по объему. Во сколько раз энергия электрического поля вне шара превосходит энергию поля, сосредоточенную в шаре?
РЕШЕНИЕ

Тема 7. Электрическая энергия.

1. Плоский воздушный конденсатор с площадью пластин 500 см² подключен к батарее с ЭДС 300 В. Найти работу внешних сил по раздвижению пластин на расстояния 1 мм до 3мм, если перед раздвижением пластины отключаются от батареи.

2. Найти работу, которую нужно совершить, чтобы увеличить на 1 см расстояние между пластинами конденсатора, заряженными разноименными зарядами 10 мкКл. Площадь каждой пластины 100 см². Конденсатор отключен от источника ЭДС.

3. Между пластинами плоского конденсатора находится плотно прилигающая к ним стеклянная пластина (ε=7). Конденсатор заряжен до разности потенциалов 100В. Какова будет разность потенциалов при удалении стеклянной пластины.

4. Найти энергию взаимодействия системы четырех одинаковых точечных зарядов по 1 нКл каждый, расположенных в вершинах квадрата со стороной 5 см.

5. Шар радиуса 1 м заряжен до потенциала 30 кВ. Найти энергию заряженного шара.

6. Шар из парафина, имеющий радиус 10 см, заряжен равномерно с объемной плотностью заряда 10 нКл/м³. Найдите энергию электрического поля во всем объеме вне шара.

7. Найдите объемную плотность энергии электростатического поля вблизи бесконечной плоскости, равномерно заряженной с поверхностной плотностью заряда σ.

8. Найдите объемную плотность энергии электрического поля, созданного точечным зарядом 1нКл, находящимся в среде с диэлектрической проницаемостью, равной 2, на расстоянии 2 см от заряда.

9. Найдите энергию электростатического поля, заключенную в пространстве вокруг металлического шарика радиуса R, заряженного зарядом q.

10 .Найдите электрическую энергию, запасенную в уединенной сфере радиуса 4 см, заряженной до потенциала 500 В.

11.Бесконечно длинная нить равномерно заряжена с линейной плотностью заряда т. Найдите объемную плотность энергии электростатического поля нити в зависимости от расстоянии г от нее.

12.Две концентрические сферические поверхности радиусами R 1и R 2находящиеся в вакууме, заряжены одинаковыми зарядами q. Найдите энергию электрического поля, заключенного между этими сферами.

13.Батарея из трех последовательно соединенных конденсаторов с емкостями

С1= 1 мкФ, Сг = 2 мкФ и С3 = 3 мкФ присоединена к источнику постоянной ЭДС, равной 11 В. Какой конденсатор обладает наибольшей электрической энергией? Найдите эту энергию.

14.Сила притяжения между пластинами плоского конденсатора равна 0,05 Н. Площадь каждой пластины 200 см 2 . Найдите объемную плотность энергии электростатического поля конденсатора.

15.Найдите объемную плотность энергии электростатического поля в точке,

находящейся на расстоянии 2 см. от поверхности заряженного шара радиуса 1см, если поверхностная плотность заряда 16,7 мкКл/м² ,а диэлектрическая проницаемость среды вокруг шара равна 2.

16.3аряд q равномерно распределен по объему шара радиуса R. Найдите энергию, заключенную в шаровом слое радиусами R и 2R.

17.Заряд q равномерно распределен по объему шара радиуса R. Найдите энергию, заключенную в окружающей шар среде, если ее диэлектрическая проницаемость равна ε.

18.Уединенная металлическая сфера электроемкостью 10 пф заряжена до потенциала 3 кВ. Найдите энергию поля, заключенную в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в три раза больше радиуса сферы.

19. Найдите энергию взаимодействия системы точечных зарядов, изображенных на рисунке. Все заряды одинаковы по абсолютной величине и располагаются в вершинах квадрата со стороной а.

20. Найди те энергию взаимодействия системы трех одинаковых точечных зарядов, равных 2 нКл каждый, расположенных в вершинах равностороннего треугольника со стороной 5 см.

21.Найдите энергию взаимодействия системы трех одинаковых по абсолютной величине точечных зарядов q, расположенных в вершинах равностороннего треугольника со стороной а, если один из зарядов отрицательный.

22.В однородное электрическое поле с напряженностью Е0 = 100 В/м перпендикулярно его силовым линиям помещена пластина из однородного диэлектрика с диэлектрической проницаемостью ε=2. Найдите напряженность и величину вектора смещения внутри пластины.

23.Электрическое поле создано металлической сферой радиуса 10см, несущей заряд 1 мкКл. Найдите энергию поля, заключенную в объеме, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в два раза больше радиуса сферы.

24.Точечный заряд q находится в центре шарового слоя из однородного изотропного диэлектрика с диэлектрической проницаемостью ε. Внутренний радиус слоя равен а, внешний равен b. Найдите электростатическую энергию, заключенную в диэлектрическом слое.

Читайте также: