Заряженная частица в электрическом поле

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

196. Пылинка, несущая заряд 12, 2× 10^-9 Кл, притянулась к равномерно заряженной плоскости площадью 2 м² с зарядом 10^-5 Кл/м². Определить, какое расстояние при этом пролетает пылинка, если работа, совершенная полем, равна 56× 10^-5 Дж.

197. В горизонтально расположенном плоском воздушном конденсаторе в равновесии удерживаются пылинки с зарядом 4, 8× 10^-19 Кл. Какова масса пылинки, если разность потенциалов на пластинах 60 В, а расстояние между ними 12× 10^{-3 м?}

198. В элементарной теории атома водорода принимают, что электрон обращается вокруг протона по круговой орбите. Какова скорость обращения электрона, если радиус орбиты принять равным 0, 53× 10^{-10 м?}

199. Электрон движется по направлению силовых линий однородного поля напряженностью 2, 4 В/м. Какое расстояние он пролетит в вакууме до полной остановки, если его начальная скорость 2× 10⁶м/с? Сколько времени будет длиться полет?

200. Протон находится в поле равномерно заряженной плоскости с поверхностной плотностью заряда 10^-7 Кл/м². Какое расстояние он пройдет за 1 мкс, если его начальная скорость равна нулю?

201. Пылинка массой 200 мкг, несущая на себе заряд 40 нКл, влетела в электрическое поле в направлении силовых линий. После прохождения разности потенциалов 200 В пылинка имела скорость 10 м/с. Определить скорость пылинки до того, как она влетела в поле.

202. Электрон с энергией 400 эВ (в бесконечности) движется вдоль силовой линии по направлению к поверхности металлической заряженной сферы радиусом 10 см. Определить минимальное расстояние, на которое приблизится электрон к поверхности сферы, если заряд ее -10 нКл.

203. Какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы получить скорость 8× 10⁶ м/с?

204. Электрон с начальной скоростью 3× 10⁶м/с влетел в однородное электрическое поле напряженностью 150 В/м. Вектор начальной скорости перпендикулярен линиям напряженности электрического поля. Определить: 1) силу, действующую на электрон; 2) ускорение, приобретаемое электроном; 3) скорость электрона через 0, 1 мкс.

205. Протон, двигаясь в электрическом поле, приобрел скорость 400 м/с. Какую ускоряющую разность потенциалов он пролетел?

206. Альфа-частица, вылетающая при радиоактивном распаде из ядра со скоростью 1, 6·10⁷ м/с, движется к неподвижному ядру натрия. На какое наименьшее расстояние приблизится a–частица к этому ядру?

207. Пылинка, массой 4·10^{-10 кг и зарядом 10^-10 Кл, попадает в поле заряженного шарика, имея скорость 10 м/с, направленную к центру шарика. На какое расстояние она сможет приблизиться к шарику, заряд которого 10-9} Кл?

208. Пылинка массой, 10^{-5 г, несущая на себе заряд 10-8} Кл, влетела в электрическое поле в направлении силовых линий. После прохождения разности потенциалов 150 В пылинка имела скорость 20 м/с. Какова была скорость пылинки до того, как она влетела в поле?

209. Какой скоростью сближения должны обладать два протона, находящиеся друг от друга на расстоянии 5 см, чтобы они могли сблизиться до расстояния 10^{-11 см?}

210. Ион атома водорода Н⁺ и ион атома Не⁺⁺ прошли одинаковую ускоряющую разность потенциалов. Найти отношение скоростей ионов.

211. Два иона прошли одинаковую ускоряющую разность потенциалов. Найти отношение скоростей ионов, если отношение масс ионов равно 1: 4, а заряды одинаковы.

212. Шарик массой 1 г и зарядом 10^-8 Кл перемещается из точки А, потенциал которой 600 В, в точку В с потенциалом, равным нулю. Чему равна скорость шарика в точке А, если в точке В она стала равна 20 см/с?

213. a–частица влетает в однородное электрическое поле с напряженностью 1000 В/м перпендикулярно силовым линиям. Каково будет смещение a–частицы вдоль силовых линий через 10^-6 с?

214. Электрон, обладавший кинетической энергией 10 эВ, влетел в однородное электрическое поле в направлении силовых линий поля. Какой скоростью будет обладать электрон, пройдя в этом поле разность потенциалов 8 В?

215. Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобрел скорость 10⁵ м/с. Расстояние между пластинами 8 мм. Найти: 1) разность потенциалов между пластинами; 2) поверхностную плотность заряда на пластинах.

216. Пылинка массой 5 нг, несущая 10 электронов, прошла в вакууме ускоряющую разность потенциалов 1 мВ. Какова кинетическая энергия пылинки? Какую скорость приобрела пылинка?

217. Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобретает скорость 10⁸ см/с. Расстояние между пластинами 5, 3 мм. Найти разность потенциалов между пластинами и напряженность электрического поля внутри конденсатора.

218. Электрическое поле образовано двумя параллельными пластинами, находящимся на расстоянии 2 см друг от друга; разность потенциалов между ними 120 В. Какую скорость получит электрон под действием поля, пройдя по силовой линии расстояние в 3 мм?

219. Электрон, находящийся в однородном электрическом поле, получает ускорение, равное 10¹⁴ см/с². Найти напряженность электрического поля и разность потенциалов, пройденную при этом электроном за 2 с.

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

Законы постоянного тока

221. Какое количество электричества было перенесено через поперечное сечение проводника, если ток равномерно возрастал от нуля до 3А в течение 10 с?

222. Какое количество электричества проходит через поперечное сечение проводника, если ток убывает от 18 А до нуля равномерно в течение 10 с?

223. Какой заряд пройдет по проводнику сопротивлением 1 кОм при равномерном нарастании напряжения на его концах от 15 В до 25 В в течение 20 с?

224. Определить заряд, прошедший по проводу с сопротивлением 3 Ом, при равномерном нарастании напряжения на концах провода от U₁= 2 В до U₂= 4 В в течение времени t = 20 c.

225. По проводнику сопротивлением 3 Ом течет равномерно возрастающий ток. Количество теплоты, выделившееся в проводнике за 8 с, равно 200 Дж. Определить количество электричества, протекшее за это время по проводнику. В момент времени, принятый за начальный, ток в проводнике был равен нулю.

226. Зависимость силы тока от времени выражается формулой J =J₀e^-^α^t, где J₀= 10 A, α = 100 c^-1, t – время в секундах и е – основание натуральных логарифмов. Определить заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за время от t₁= 0 с до t₂= 0, 01 c и от t₂= 0, 01 c до t₃= 1 c.

227. Сопротивление 5 Ом, вольтметр и источник тока соединены параллельно. Вольтметр показывает напряжение 12 В. Если заменить сопротивление на 12 Ом, то вольтметр покажет напряжение 12 В. Определить ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока. Током через вольтметр пренебречь.

228. Имеются три электрические лампочки, рассчитанные на напряжение в 110 В и имеющие мощности: 50, 50 и 100 Вт. По какой схеме можно включить в сеть с напряжением 220 В так, чтобы все они горели полным накалом? Какова будет при этом сила тока в каждой лампочке?

229. ЭДС батареи 60 В, внутреннее сопротивление 5 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность 55 Вт. Определить силу тока в цепи, напряжение, под которым находится внешняя цепь, и её сопротивление.

230. Имеются два одинаковых элемента с ЭДС 2 В и внутренним сопротивлением 0, 3 Ом каждый. Как надо соединить эти элементы, чтобы получить бό льшую силу тока во внешней цепи, представляющей собой проволоку длиной 12 м и диаметром 1 мм, если проволока: 1) медная; 2) нихромовая.

231. Электродвижущая сила элемента и его внутреннее сопротивление равны соответственно 1, 6 В и 0, 5 Ом. Чему равен к.п.д. элемента при токе 2, 4 А?

232. Определить число электронов, проходящих за время 1 с через поперечное сечение площадью 1 мм² железной проволоки длиной 20 м при напряжении на ее концах 16 В.

233. При внешнем сопротивлении 8 Ом сила тока в цепи 0, 8 А, при сопротивлении 15 Ом сила тока 0, 5 А. Определить силу тока короткого замыкания источника ЭДС.

234. Резистор сопротивлением 5 Ом, вольтметр и источник тока соединены параллельно. Вольтметр показывает напряжение 10 В, Если заменить резистор другим с сопротивлением 12 Ом, то вольтметр покажет напряжение 12 В. Определить ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока. Током через вольтметр пренебречь.

235. Три батареи с ЭДС 8 B, З В и 4 В и внутренними сопротивлениями 2 Ом каждая соединены одноименными полюсами. Пренебрегая сопротивлением соединительных проводов, определить силы токов, идущих через батареи.

236. Катушка и амперметр соединены последовательно и подключены к источнику тока. К клеммам катушки присоединен вольтметр с сопротивлением 4 кОм. Амперметр показывает силу тока 0, 3 А, вольтметр 120 В. Определить сопротивление катушки.

237. В сеть с напряжением 100 В подключили катушку с сопротивлением 2 кОм и вольтметр, соединенные последовательно. Показание вольтметра 80 В. Когда катушку заменили другой, вольтметр показал 60 В. Определить сопротивление другой катушки.

238. Сколько ламп мощностью по 300 Вт, предназначенных для напряжения 110 В, можно установить параллельно в здании, если проводка от магистрали сделана медным проводом длиной 100 м и сечением 9 мм², а напряжение в магистрали равно 122 В?

239. Аккумулятор замыкается один раз таким сопротивлением, что сила тока равна 3 А, второй раз таким сопротивлением, что сила тока равна 2А. Определить ЭДС аккумулятора, если мощность тока во внешней цепи в обоих случаях одинакова, а внутреннее сопротивление аккумулятора 4 Ом.

240. Три гальванических элемента с ЭДС 1, 3, 1, 4 и 1, 5 В и внутренним сопротивлением 0, 3 Ом каждый соединены параллельно и замкнуты внешним сопротивлением 0, 6 Ом. Определить ток в каждом элементе.

241. Имеется моток медной проволоки с площадью поперечного сечения 0, 1мм². Масса всей проволоки 0, 3 кг. Определить сопротивление проволоки.

242. На концах проводника длиной 3 м поддерживается разность потенциалов 1, 5 В. Каково удельное сопротивление проводника, если плотность тока 5× 10⁵А/м²?

243. Конденсатор емкостью 3 мкФ зарядили до разности потенциалов 300 В, а конденсатор емкостью 2 мкФ – до 200 В. После зарядки конденсаторы соединили параллельно. Найти разность потенциалов на обкладках конденсатора после их соединения.

244. Источник тока, имеющий ЭДС 150 В и внутреннее сопротивление 0, 4Ом, питает током 10 ламп сопротивлением по 240 Ом и 5 ламп сопротивлением 145 Ом каждая. Лампы соединены параллельно, сопротивление подводящих проводов 2, 5 Ом. Найти напряжение, под которым работают лампы.

245. В медном проводнике сечением 0, 4 мм² протекает ток 0, 2 А. Какова напряженность электрического поля в проводнике?

246. Электрический кипятильник рассчитан на напряжение 120 В при токе 4 А. Какой длины и поперечного сечения необходимо взять нихромовый провод для изготовления нагревательного элемента кипятильника, если допустимая плотность тока 10, 2 А/мм², а удельное сопротивление нихрома 1, 3× 10^-6 Ом× м?

247. В помещении, удаленном от генератора на расстояние 100 м, включены параллельно 44 лампы накаливания с сопротивлением 440 Ом каждая. Напряжение на лампах 220 В. Проводка выполнена медным проводом с сечением 17 мм², удельное сопротивление меди 0, 017× 10^-6 Ом× м. Определить падение напряжения в подводящих проводах и напряжение на зажимах генератора.

248. Сколько витков нихромовой проволоки диаметром 1 мм надо навить на фарфоровый цилиндр радиусом 2, 5 см, чтобы получить печь сопротивлением 40 Ом? (удельное сопротивление нихрома 1, 3× 10^-6 Ом× м).

249. Имеется 120-вольтовая лампочка мощностью 40 Вт. Какое добавочное сопротивление надо включить последовательно с лампочкой, чтобы она давала нормальный накал при напряжении в сети 220 В? Сколько метров нихромовой проволоки диаметром 0, 3 мм надо взять, чтобы получить такое сопротивление? (удельное сопротивление нихрома 1, 3× 10^-6 Ом× м).

250. ЭДС элемента 2 В, его внутреннее сопротивление 0, 5 Ом. Определить падение потенциала внутри элемента при силе тока в цепи 0, 25 А. Найти внешнее сопротивление цепи при этих условиях.

251. Источник тока был замкнут сначала на сопротивление R, а затем на сопротивление 5R. Определить внутреннее сопротивление источника тока, если в обоих случаях на сопротивлениях выделяется одинаковая мощность.

252. На рисунке 9 представлена зависимость плотности тока , протекающего в проводниках 1 и 2, от напряженности электрического поля . Определить отношение удельных сопротивлений этих элементов.

253. На рисунке 10 показана зависимость силы тока в электрической цепи от времени. Найти заряд, прошедший по проводнику в интервале времени от 0 до 10 с.

254. На рисунке 10 показана зависимость силы тока в электрической цепи от времени. Найти заряд, прошедший по проводнику в интервале времени от 5 до 15 с.

255. На рисунке 10 показана зависимость силы тока в электрической цепи от времени. Найти заряд, прошедший по проводнику в интервале времени от 10 до 20 с.

Библиографический список

1. Трофимова, Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. - М.: Высшая школа. 2004. - 542 с.

2. Савельев, И.В. Курс общей физики: в 5 кн. / И.В. Савельев. - М.: Наука, 1998.

3. Савельев, И.В. Курс общей физики: в 3 т. / И.В. Савельев. - М.: Наука, 1987.

4. Детлаф, А.А. Курс физики / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. - М.: Высшая школа, 2001. – 718 с.

5. Волькенштейн, В.С. Сборник задач по общему курсу физики / В.С. Волькенштейн. – М.: Наука, 1999. – 327 с.

6. Трофимова, Т.И. Сборник задач по курсу физики с решениями / Т.И. Трофимова, З.Г. Павлова. - М.: Высшая школа, 2004. – 591 с.

7. Детлаф, А.А. Справочник по физике / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. – М.: Наука, 1985. – 512 с.

8. Яворский, Б.М. Справочное руководство по физике / Б.М. Яворский, Ю.А. Селезнев. – М.: Наука, 1989. – 576 с.

⇐ Предыдущая 1 23