Физика 13 задач Электричество

КР 1

1. Имеются две квадратные пластинки со стороной а = 10 см, расположенные параллельно друг другу на расстоянии 5 см. Заряды пластин одинаковые и составляют 10-7 Кл. Рассчитывая силу взаимодействия между пластинами, курсант использовал закон Кулона. Правильно ли он поступил

2. В двух вершинах равностороннего треугольника со стороной а=0,5 м расположены два одинаковых положительных заряда q1 = q2 = q = 10-6 Кл. Найдите потенциал и напряжённость поля в третьей вершине треугольника. Как изменится результат, если знак одного из зарядов будет отрицательным

3. Бесконечная плоскость заряжена с постоянной поверхностной плотностью  > 0. Используя теорему Острорадского-Гаусса, найдите напряжённость поля по обе стороны от плотности. Можно ли этим способом найти напряжённость поля пластинки конечных размеров на расстоянии много большем, чем линейные размеры пластинки Ответ поясните

4. Найдите работу, совершаемую силами однородного поля напряжённостью   над зарядом q при его перемещении из точки 1 с радиус-вектором   в точку 2 с радиус-вектором   по произвольной траектории.

5. Имеется бесконечная равномерно заряженная цилиндрическая поверхность. Используя теорему Остроградского-Гаусса, докажите, что внутри цилиндра напряжённость поля равна нулю. Можно ли, используя связь между напряжённостью и потенциалом поля, вычислить значение потенциала внутри цилиндра

6. Известно, что потенциалы двух близких параллельных эквипотенциальных плоскостей 1 и 2 равны 1= 3,00 В, 2 = 3,05 В. Расстояние между пластинами l = 0,5 см. Укажите направление и вычислите приближённое значение модуля напряжённости поля Е между этими плоскостями

7. Как с помощью датчика, соединённого с электрометром, опытным путем определить вид эквипотенциальной поверхности Почему при измерении потенциала проводника его соединяют с электрометром длинной проволокой

КР 2

1. Дайте определение электроёмкости уединённого проводника. Укажите единицы измерения ёмкости.
1) Вычислите ёмкость шара, радиус которого равен радиусу земного шара.
2) Два металлических шара разных диаметров заряжены до одинакового потенциала относительно земли. Одинаковы ли заряды на шарах Будут ли переходить заряды от одного шара к другому при соединении их проволокой

    2. Конденсатор, заряженный до напряжения 100 В, соединяется параллельно с конденсатором такой же ёмкости, но заряженным до напряжения 200 В. Какое напряжение установится между обкладками

3. Стеклянная пластинка целиком заполняет зазор между обкладками плоского конденсатора, ёмкость которого при отсутствии пластин равна С0. Конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения U. Какую механическую работу необходимо совершить против электрических сил, чтобы извлечь пластинку из конденсатора

4. Проводник ёмкостью 10 пФ имеет заряд +600 нКл, а проводник ёмкостью 30 пФ имеет заряд –200 нКл. Эти проводники соединяют проволокой. Найдите:
а) заряды и потенциалы проводников после их соединения;
б) собственную энергию заряженных проводников до и после соединения;
в) энергию взаимодействия зарядов до и после соединения;
г) энергию электростатического поля систем двух зарядов до и после соединения.
Объясните, почему энергия системы после соединения уменьшилась

5. Объёмная плотность энергии электрического поля в вакууме равна   где Е – напряжённость поля в соответствующей точке. Пользуясь этой формулой:
а) вычислите энергию электростатического поля равномерно заряженного по объёму шара. Радиус шара R, объёмная плотность заряда C. Во сколько раз энергия поля вне шара превосходит энергию, сосредоточенную в шаре
б) покажите, что энергия электростатического поля заряженной сферы равна   (Q – заряд сферы, R – её радиус). Известно, что заряд земли составляет примерно 105 Кл. Предполагая, что этот заряд распределён по поверхности земли, вычислите энергию электростатического поля земли.

    6. Докажите, что при зарядке конденсатора через сопротивление R от источника ЭДС  половина энергии, расходуемой источником, идёт на сообщение энергии конденсатору, а половина на нагревание сопротивления