Заряженная частица в электрическом поле.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 5Следующая ⇒

1) Расстояние между пластинами плоского конденсатора d=4 см. Электрон начинает двигаться от отрицательной пластины к положительной в тот момент, когда от положительной пластины начинает двигаться протон. На каком расстоянии L от положительной пластины встретятся электрон и протон?

2) Расстояние между пластинами плоского конденсатора d=1 см. От одной из пластин начинают двигаться одновременно протон и a-частица. Какое расстояние L пройдет a-частица за то время, в течение которого протон пройдет весь путь от одной пластины до другой?

3) Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобретает скорость v=10⁶ м/с. Расстояние между пластинами d=5, 3мм. Найти разность потенциалов U между пластинами, напряженность Е электрического поля внутри конденсатора и поверхностную плотность заряда s на пластинах.

4) Электрическое поле образовано двумя параллельными пластинами, находящимися на расстоянии 2 см друг от друга. К пластинам приложена разность потенциалов U=120 В. Какую скорость получит электрон под действием поля, пройдя по линии напряженности расстояние Dr=3 мм.

5) Электрон в однородном электрическом поле получает ускорение а=10¹² м/с². Найти напряженность Е электрического поля, скорость v, которую получит электрон за время t=1мкс своего движения, работу сил электрического поля за это время и разность потенциалов U, пройденную при этом электроном. Начальная скорость электрона v₀=0.

6) Протон и a-частица, двигаясь с одинаковой скоростью, влетают в плоский конденсатор параллельно пластинам. Во сколько раз отклонение протона полем конденсатора будет больше отклонения a-частицы?

7) Протон и a-частица, ускоренные одной и той же разностью потенциалов, влетают в плоский конденсатор параллельно пластинам. Во сколько раз отклонение протона полем конденсатора будет больше отклонения a-частицы?

8) Тонкая нить несет равномерно распределенный по длине заряд с линейной плотностью t=2 мкКл/м. Вблизи средней части нити на расстоянии r=1 см, малом по сравнению с ее длиной, находится точечный заряд Q=0, 1 мкКл. Определить силу F, действующую на заряд.

9) Большая металлическая пластина несет равномерно распределенный по поверхности заряд s=10 нКл/м². На малом расстоянии от пластины находится точечный заряд Q=100 нКл. Определить силу F, действующую на заряд.

10) Точечный заряд Q=1мкКл находится вблизи большой равномерно заряженной пластины против ее середины. Вычислить поверхностную плотность s заряда пластины, если на точечный заряд действует сила F=60 мН.

11) Между пластинами плоского конденсатора находится точечный заряд Q=30 нКл. Поле конденсатора действует на заряд с силой F₁=10 мН. Определить силу F₂ взаимного притяжения пластин, если площадь каждой пластины равна 100 см².

12) Под действием электрического поля равномерно заряженной бесконечной плоскости точечный заряд Q=1 нКл переместился вдоль силовой линии на расстояние r=1 см. При этом совершена работа 5 мкДж. Определить поверхностную плотность заряда на плоскости.

13) Электрон, пролетая в электрическом поле путь от точки а до точки b, увеличил свою скорость с v_a =1000 км/с до v_b =3000 км/с. Найти разность потенциалов между точками а и b электрического поля.

14) В плоский конденсатор влетает электрон со скоростью 2x10⁷ м/с, направленной параллельно пластинам конденсатора. На какое расстояние h от своего первоначального направления сместится электрон за время пролета конденсатора? Расстояние между пластинами 2 см, длина конденсатора 5 см, разность потенциалов между пластинами 200 В.

15) Положительно заряженная пылинка массы 10^-8 г находится в равновесии внутри плоского конденсатора, пластины которого расположены горизонтально. Между пластинами создана разность потенциалов V₁=6000 В. Расстояние между пластинами 5 см. На какую величину необходимо изменить разность потенциалов, чтобы пылинка осталась в равновесии, если ее заряд уменьшится на q₀=1000e?

16) В электрическое поле плоского конденсатора, пластины которого расположены горизонтально, помещена капелька масла, имеющая заряд q=1e. Напряженность электрического поля подобрана так, что капелька покоится. Разность потенциалов между пластинами конденсатора 500 В, расстояние между пластинами 0, 5 см. Плотность масла 0, 9x10³ кг/м³. Найти радиус капельки масла.

17) Электрон, двигавшийся со скоростью 5x10⁶м/с, влетает в параллельное его движению электрическое поле напряженностью 10³ В/м. Какое расстояние пройдет электрон в этом поле до момента остановки и сколько времени ему для этого потребуется?

18) Электрон, двигавшийся со скоростью 5x10⁶м/с, влетает в параллельное его движению электрическое поле напряженностью 10³ В/м. Какую долю своей первоначальной энергии потеряет электрон, двигаясь в этом поле, если поле обрывается на расстоянии 0, 8 см пути электрона?

19) Пылинка взвешена в плоском конденсаторе. Ее масса 10^-11 г, расстояние между пластинами в конденсаторе0, 5 см. Пылинка освещается ультрафиолетовым светом и, теряя заряд, выходит из равновесия. Какой заряд потеряла пылинка, если первоначально к конденсатору было приложено напряжение 154 В, а затем, чтобы опять вернуть пылинку в равновесие, пришлось прибавить 10 В.

20) В плоском конденсаторе, помещенном в вакууме, взвешена заряженная капелька ртути. Расстояние между пластинами конденсатора 1 см, приложенная разность потенциалов 1000 В. Внезапно разность потенциалов падает до 995 В. Через какое время капелька достигнет нижней пластины, если первоначально она находилась посередине конденсатора?

21) Между вертикальными пластинами плоского конденсатора, находящегося в воздухе, подвешен на нити шарик, несущий заряд 3, 3x10^-9 Кл. Какой величины заряд надо сообщить пластинам конденсатора, чтобы нить с шариком отклонилась на угол a=45° от вертикали? Масса шарика 0, 04 г, площадь пластин конденсатора 314 см². Массой нити пренебречь.

22) Между вертикальными пластинами плоского конденсатора, находящегося на расстоянии 2 см друг от друга, подвешен на нити шарик массой 0, 1 г. После того, как на пластины была подана разность потенциалов 1000 В, нить с шариком отклонилась на угол a=5° от вертикали. Найти заряд шарика.

23) Электрон вылетает из точки, потенциал которой 600 В, со скоростью 12x10⁶ м/с в направлении силовых линий поля. Определить потенциал точки, дойдя до которой электрон остановится.

24) В плоский конденсатор длиной 5 см влетает электрон под углом a=15° к пластинам. Энергия электрона 1500 эВ. Расстояние между пластинами конденсатора 1 см. Определить величину напряжения в конденсаторе, при котором электрон при выходе из пластин будет двигаться параллельно им.

25) В плоский конденсатор длиной 5 см влетает электрон со скоростью 10⁷ м/с параллельно пластинам. Энергия электрона 1500 эВ. Напряженность поля в конденсаторе 100 В/см. Найти величину и направление скорости электрона перед вылетом из конденсатора.

26) Электрон влетает параллельно пластинам в плоский конденсатор, поле в котором Е=60 В/см. Найти изменение модуля скорости электрона к моменту вылета его из конденсатора, если начальная скорость 2x10⁷ м/с, длина пластины конденсатора 6 см.

Законы Ома

1) Определить плотность тока j в железном проводнике длиной l=10 м, если провод находится под напряжением U =6 В.

2) Внутреннее сопротивление r батареи аккумуляторов равно 3 Ом. Сколько процентов от точного значения ЭДС составляет погрешность, если, измеряя разность потенциалов на зажимах батареи вольтметром с сопротивлением R_в =200 Ом, принять ее равной ЭДС?

3) Напряжение U на шинах электростанции равно 6, 6 кВ. Потребитель находится на расстоянии l=10 км. Определить площадь S сечения медного провода, который следует взять для устройства двухпроводной линии передачи, если сила тока I в линии равна 20 А и потери напряжения в проводах не должны превышать 3%.

4) К источнику тока с ЭДС Е=1, 5 В присоединили катушку с сопротивлением R=0, 1 Ом. Амперметр показал силу тока, равную I₁=0, 5 А. Когда к источнику тока присоединили последовательно еще один источник тока с такой же ЭДС, сила тока I в той же катушке оказалась равной 0, 4 А. Определить внутренние сопротивления r₁ и r₂ первого и второго источников тока.

5) Две группы из трех последовательно соединенных элементов соединены параллельно. ЭДС Е каждого элемента равна 1, 2 В, внутреннее сопротивление r=0, 2 Ом. Полученная батарея замкнута на внешнее сопротивление R=1, 5 Ом. Найти силу тока I во внешней цепи.

6) 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 20^оС.

7) На одном конце цилиндрического медного проводника сопротивлением R_о=10 Ом ( при 0^оС) поддерживается температура t₁=20^оС, на другом t₂=400⁰C. Найти сопротивление R, считая градиент температуры вдоль его оси постоянным.

8) Даны 12 элементов с ЭДС Е=1, 5 В и внутренним 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_max.

9) Два элемента (Е=1, 2 В, r₁=0, 1 Ом; Е=0, 9 В, r₂=0, 3 Ом) соединены одноименными полюсами. Сопротивление R соединительных проводов равно 0, 2 Ом. Определить силу тока I в цепи.

10) Два одинаковых источника тока с ЭДС Е=1, 2 В и внутренним сопротивлением r= 0, 4 Ом соединены, как показано на рис. а, б. Определить силу тока I в цепи и разность потенциалов U между точками А и В в первом и втором случаях.

11) Проволочный куб составлен из проводников. Сопротивление R₁ каждого проводника, составляющего ребро куба, равно 1 Ом. Вычислить сопротивление R этого куба, если он включен в электрическую цепь, как показано на рис.1.

12) То же (см.задачу 11), если куб включен в цепь, как показано на рис.2.

13) Тоже (см.задачу11), если куб включен в цепь, как показано на рис 3

14) Катушка и амперметр соединены последовательно и присоединены к источнику тока. К зажимам катушки присоединен вольтметр сопротивлением Rв = 1 кОм. Показания амперметра I=0, 5 А, вольтметра U= 100 В. Определить сопротивление R катушки. Сколько процентов от точного значения сопротивления катушки составит погрешность, если не учитывать сопротивления вольтметра?

15) Зашунтированный амперметр измеряет токи силой до I=10 А. Какую наибольшую силу тока может измерить этот амперметр без шунта, если сопротивление R_а амперметра равно 0, 02 Ом и сопротивление R_ш шунта равно 5 мОм?

16) Вольтметр, включенный в сеть последовательно с сопротивлением R₁, показал напряжение U₁=198 В, а при включении последовательно с сопротивлением R₂ =2R₁-U₂=180 В. Определить сопротивление R₁ и напряжение в сети, если сопротивление вольтметра r=900 Ом.

17) Лампа накаливания потребляет ток, равный 0, 6 А. Температура вольфрамовой нити диаметром 0, 1 мм равна 2200⁰С. Ток подводится медным проводом сечением 6 мм². Определить напряженность электрического поля: 1) в вольфраме (удельное сопротивление при 0⁰С r=55 нОм x м, температурный коэффициент сопротивления a=0, 0045⁰С^-1); 2) в меди ( r=17 нОм x м).

18) В цепь, состоящую из батареи и резистора сопротивлением R=8 Ом, включают вольтметр, сопротивление которого R_v =800 Ом, один раз последовательно резистору, другой раз - параллельно. Определить внутреннее сопротивление батареи, если показания вольтметра в обоих случаях одинаковы.

19) Вольфрамовая нить электрической лампочки при t₁ =20⁰C имеет сопротивление R₁=35, 8 Ом. Какова будет температура t₂ нити лампочки, если при включении в сеть напряжением U=120 В по нити идет ток I=0, 33 А? Температурный коэффициент сопротивления вольфрама a=4, 6´ 10^-3К^-1.

20) Найти падение потенциала U на медном проводе длинной l=500 м и диаметром d=2 мм, если ток в нем I=2 А.

21) Элемент с ЭДС Е = 2 В имеет внутреннее сопротивление r=0, 5 Ом. Найти падение потенциала U_r внутри элемента при токе в цепи I=0, 25 А. Каково внешнее сопротивление R цепи при этих условиях?

22) ЭДС элемента Е =6 В. При внешнем сопротивлении R=1, 1 Ом ток в цепи I=3 А. Найти падение потенциала U_r внутри элемента и его сопротивление r.

23) Амперметр с сопротивлением R_А=0, 16 Ом зашунтирован сопротивлением R=0, 04 Ом. Амперметр показывает ток I₀=8 А. Найти ток I в цепи.

24) Имеется предназначенный для измерения токов до I=10 А амперметр с сопротивлением R_А=0, 18 Ом, шкала которого разделена на 100 делений. Какое сопротивление R надо взять и как его включить, чтобы этим амперметром можно было измерять ток до I₀=100 А? Как изменится при этом цена деления?

25) Имеется предназначенный для измерения токов до I=15 мА амперметр с сопротивлением R_А=5 Ом. Какое сопротивление R надо взять и как его включить, чтобы этим прибором можно было измерять: а) ток I₀=150 мА; б) разность потенциалов до U₀=150 В?

26) Имеется предназначенный для измерения разности потенциалов до U=30 В вольтметр с сопротивлением R_V=2 кОм, шкала которого разделена на 150 делений. Какое сопротивление R надо взять и как его включить, чтобы этим вольтметром можно было измерять разности потенциалов до U₀=75 В? Как изменится при этом цена деления вольтметра?

Правила Кирхгофа

1) В сеть с напряжением U=100В подключили катушку с сопротивлением R₁=2 кОм и вольтметр, соединенные последовательно. Показания вольтметра U₁= 80 В. Когда катушку заменили другой, вольтметр показал U₂= 60 В. Определить сопротивление R₂ другой катушки.

2) Потребитель имеет 20 лампочек с сопротивлением по 48 Ом и 100 лампочек с сопротивлением по 288 Ом каждая. Лампочки соединены параллельно. Определить сопротивление установки потребителя.

3) Определить электрическое сопротивление сетки, показанной на рисунке, если сопротивление каждого из звеньев сетки равно 1 Ом. Рассмотреть два случая: а) ток идет от точки А к точке В; б) ток идет от точки С к точке D.

4) К гальванометру, сопротивление которого 290 Ом, присоединили шунт, понижающий чувствительность гальванометра в 10 раз. Какое сопротивление надо включить последовательно с шунтированным гальванометром, чтобы общее сопротивление осталось неизменным?

5) Сопротивление R измеряется вольтметром и амперметром по схеме, показанной на рисунке. Амперметр показывает I=0, 32 А, вольтметр- U=9, 6 В. Сопротивление амперметра r=0, 03 Ом. Определить относительную ошибку, которую делают, вычисляя сопротивление без учета сопротивления амперметра. Произвести тот же расчет при I=7 А и U=2, 1 В.

6) Сопротивление R измеряется вольтметром и амперметром по схеме, показанной на рисунке. Амперметр показывает I=2, 4 А, вольтметр- V-U=7, 2 В. Сопротивление амперметра r=1000 Ом. Определить относительную ошибку, которую делают, вычисляя сопротивление без учета тока, идущего в вольтметр. Произвести тот же расчет при I=24 мА и U=7, 2 В.

7) При включении приборов по схеме, показанной на рисунке 1, амперметр показывает ток I₁=2, 06 А, а вольтметр - напряжение U₁=49, 6 В. При включении тех же приборов по схеме на рисунке 2 амперметр показывает I₂=1, 94 А, а вольтметр U₂=50 В. Определить сопротивление R. Напряжение, даваемое батареей, является постоянным.

рис.1. рис.2.

8) а) Чему равно сопротивление проволочного каркаса в виде прямоугольника со сторонами a и b и диагональю, если ток идет от точки А к точке В. Сопротивление единицы длины проволоки равно g. б) Тот же вопрос, если ток идет от точки С к D.

9) Два вольтметра с внутренними сопротивлениями 6000 Ом и 4000 Ом соединены последовательно. Параллельно к ним включено сопротивление 10000 Ом. На эту систему дано напряжение 180 В. Что показывают вольтметры, когда ключ К разомкнут? Каковы показания вольтметров, когда ключ К замкнут, а движок D соединен с серединой сопротивления R₃? Движок D двигают до тех пор, пока показания вольтметров не уравняются между собой. На какие части делит движок D сопротивление R₃?

10) Генератор постоянного тока дает ЭДС 12 В. Его внутреннее сопротивление 0, 2 Ом. Он заряжает батарею аккумуляторов с ЭДС 10 В и внутренним сопротивлением 0, 6 Ом. Параллельно батарее включена лампочка с сопротивлением 3 Ом. Определить ток в батарее аккумуляторов и в лампочке.

11) Три гальванических элемента с ЭДС 1, 3 В; 1, 4 В и 1, 5 В и с внутренними сопротивлениями по 0, 3 Ом каждый включены параллельно друг другу на внешнее сопротивление 0, 6 Ом. Определить ток в каждом элементе.

12) Три гальванических элемента и три вольтметра соединены по схеме, показанной на рисунке. ЭДС гальванических элементов равны 1В; 2 В; 1, 5 В. Сопротивление вольтметров равны 2000 Ом; 3000 Ом; 4000 Ом. Сопротивления элементов ничтожно малы. Каковы показания вольтметров? Каково напряжение между узлами схемы?

13) Каковы внутренние сопротивления гальванических элементов с ЭДС 1, 6 В; 1, 4 В; 1, 1 В, если, будучи соединены параллельно при внешнем сопротивлении 1 Ом, они дают токи 0, 8 А; 0, 6 А и -0, 2 А?

14) Три гальванических элемента с ЭДС 1, 3 В; 1, 5 В; 2 В и внутренними сопротивлениями по 0, 2 Ом каждый включены, как это показано на рисунке. Сопротивление R=0, 55 Ом. Определить токи в элементах.

15) На схеме, показанной на рисунке, сопротивления R₁=R₂=R₃=R₄=1000 Ом, Е₁=1, 5 В, Е₂=1, 8 В. Определить токи в сопротивлениях.

16) Батарея из 400 элементов, каждый с ЭДС 2 В и внутренним сопротивлением 0, 1 Ом, должна давать ток на внешнее сопротивление 10 Ом. Требуется составить смешанную батарею из такого числа n₁ параллельных групп, содержащих каждая n₂ последовательно соединенных элементов, чтобы получилась максимальная сила тока. Определить числа n₁ и n₂.

17) Определить сопротивление разветвленной цепи, изображенной на рисунке. Сопротивление каждого стержня равно 1 Ом.

18) В схему включены два микроамперметра и два одинаковых вольтметра. Показания микроамперметров I₁=100 мкА и I₂=99 мкА; показания вольтметра V₁=10 В. Найти показания вольтметра V₂.

19) Цепь собрана из одинаковых резисторов и одинаковых вольтметров. Показания первого и третьего вольтметров 10 В и 8 В. Найти показания второго вольтметра.

20) Присоединение к вольтметру некоторого добавочного сопротивления увеличивает предел измерения напряжения в n раз. Другое добавочное сопротивление увеличивает предел измерения в m раз. Во сколько раз увеличится предельно измеримое вольтметром напряжение, если включить последовательно с вольтметром эти два сопротивления, соединенные между собой параллельно?

21) Найти ток через перемычку ab в схеме, представленной на рисунке. Сопротивлениями перемычки, проводящих проводов и внутренним сопротивлением батареи пренебречь.

22) Два аккумулятора с ЭДС Е₁=57 В и Е₂=32 В соединены, как показано на рисунке. Какова разность потенциалов между точками a и b, если отношение внутренних сопротивлений аккумуляторов r₁/ r₂= 1, 5?

23) В схеме, изображенной на рисунке, ЭДС батареи Е₁ уменьшили на 1, 5 В, после чего токи на различных участках цепи изменились. Как нужно изменить ЭДС батареи Е₂, чтобы стал прежним: а) ток через батарею Е₁; б) ток через батарею Е₂?

24) Определить разность потенциалов между точками a и b. ЭДС и внутренние сопротивления батарей указаны на рисунке.

25) Сопротивления всех резисторов в схеме одинаковы: R₁= R₂= R₃= R. ЭДС батарей равны Е₁=Е, Е₂= 2Е, Е₃= 4Е. Найти модули и направления токов, протекающих по каждому резистору, а также токов, протекающих через батареи. Внутренними сопротивлениями батарей пренебречь.

26) Электрическая цепь состоит из батарей с ЭДС Е₁, Е₂ и Е_х и резисторов с сопротивлениями R₁, R₂ и R₃. К участку цепи подключен вольтметр V с большим внутренним сопротивлением. Найти Е_х, при которой показания вольтметра не изменятся, если будет замкнут ключ К. Внутренними сопротивлениями батарей пренебречь.

⇐ Предыдущая 1 2 345 Следующая ⇒