Электричество. Часть с -2008. Какой должна быть эдс источника тока, чтобы напряженность ε



Скачать 145.71 Kb.
Дата12.01.2013
Размер145.71 Kb.
ТипДокументы
Электричество. Часть С -2008.

1.Какой должна быть ЭДС источника тока, чтобы напряженность ε

Е электрического поля в плоском конденсаторе была равна 2 кВ/м

(рис), если внутреннее сопротивление источника тока r = 2 Ом, r R C

сопротивление резистора R = 10 Ом, расстояние между

пластинами конденсатора d = 2см? Ответ: 48 В.

2. Конденсаторы, электрическая емкость которых равна 2 мкФ и 10 мкФ, заряжают до напряжения 5 В каждый, а затем «+» одного из них подключают к «-« другого и соединяют свободные выводы резистором с сопротивлением 1000 Ом. Какое количество теплоты выделится в резисторе?

Решение: Если + одного присоеден к - другого, то соединение последовательное.
В этом случае q0 = C0 U0 = 2 U Энергия электрического поля заряженного конденсаторов:

W0 = Q =
3. Конденсатор состоит из двух неподвижных, вертикально расположенных, разноименно заряженных пластин. Пластины расположены на расстоянии 5 см друг от друга. Напряженность поля внутри конденсатора Е = 104 В/ м. Между пластинами, на равном расстоянии от них, помещен шарик с зарядом q = 10-5 Кл и массой 20 г. После того как шарик отпустили, он начинает падать, и ударяется об одну из пластин. Оцените время падения шарика до удара о пластину.
Решение: Движение шарика рассматривается как одновременное движение в двух направлениях- вертикальном и горизонтальном. Записываем уравнение кинематики в горизонтальном направлении:

где mа = F и F = Eq, a = t =
4. Горизонтально-расположенная, положительно заряженная пластина создает электрическое поле напряженностью Е = 104 В/м. На нее с высоты h = 10 см падает шарик малого размера массой 20 г, имеющий заряд q = 10 -5 Кл и начальной скоростью V0 = 1м/с направленной вертикально вниз. Какую энергию шарик передаст пластине при абсолютно неупругом ударе?

Решение:

В начальный момент времени тело обладает потенциальной и кинетической энергией:

Искомая энергия Равна:

Ерк = mgh + - Fэ h. ( совершается работа против электрической силы: А = F h = Eq h. )
png" name="graphics1" align=left hspace=12 width=144 height=103 border=0>W = Ерк = mgh + - Eq h = 0,02 Дж.

5.(61,65,68-2006) Чему равен электрический заряд

на обкладках конденсатора электроемкостью

С = 1000 мкФ (рис), если внутреннее сопротивление

источника тока r =10 Ом, ЭДС его 30 В, а сопротивление

резисторов R1 = 40 Ом и R2 = 20 Ом?
Решение: Значения напряжения на конденсаторе и параллельно подсоединенному резистору одинаковы и равны U = I R2. U = q = CU= C·I R2. I = q = = 0,02Кл

Ответ: q = 2·10-2 Кл.

6.(63,64,69-2006).

Какова напряженность электрического поля внутри плоского

конденсатора (рис), если внутреннее сопротивление

источника тока r = 10 Ом, ЭДС его 30 В, сопротивления
резисторов R1 = 20 Ом, R2 = 40 Ом? Расстояние между

обкладками конденсатора d = 1 мм.

Решение: Значения напряжения на конденсаторе и параллельно подсоединенному резистору одинаковы и равны U = I R1. U = Ed, отсюда E =

Согласно закону Ома I = . E =




7.(62,66,67-2006). Напряженность электрического поля плоского

Конденсатора (рис) равна 24 кВ/м. Внутреннее сопротивление

источника r =10 Ом, ЭДС = 30 В, Сопротивления резисторов

R1 = 20 Ом, R2 = 40Ом.

Найдите расстояние между пластинами конденсатора.
Решение: Значения напряжения на конденсаторе и параллельно подсоединенному резистору одинаковы и равны U = I R2. U = Ed, d =



8.(11-2007) В схеме на рисунке электрический заряд q

на обкладках конденсатора электроемкостью С = 1000мкФ

равен 10 мКл. Внутреннее сопротивление источника тока

r = 10 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом,

R3 = 30 Ом. Какова ЭДС источника тока?
Решение: Значения напряжения на конденсаторе и параллельно подсоединенному резистору одинаковы и равны U = I R2. U = I = I =


9(7-2007) Каково расстояние между обкладками конденсатора (рис) ,

если напряженность электрического поля между ними 5 кВ/м.

Внутреннее сопротивление источника 10 Ом, ЭДС 20В,

сопротивление резисторов равны R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом?

Ответ: 2 мм.

10(70, 74,77) Протон влетает в электрическое поле конденсатора + + + + + + + +

в точке, находящейся посередине между его пластинами (см).

Минимальная скорость, с которой протон должен влететь в

конденсатор, чтобы затем вылететь из него, равна 350 км/с.

Длина пластин конденсатора 5 см, напряженность поля

конденсатора 5200 В/м. Чему равно расстояние между - - - - - - - -

пластинами конденсатора? Поле внутри конденсатора

считать однородным, силой тяжести пренебречь.
Решение: L = 5 см

V0 = 350 км/с

Е = 5200 В/м

d = ? Расстояние d/2 протон проходит ускоренно под действием электрической силы: (1)

А движение по горизонтали происходит равномерно: L = V0 ·t. Отсюда находим время движения и подставляем в уравнение (2):
d = 0,01м
11(71, 75,76) Протон влетает в электрическое поле конденсатора + + + + + + + +

в точке, находящейся посередине между его пластинами (см).

Минимальная скорость, с которой протон должен влететь в

конденсатор, чтобы затем вылететь из него, равна 350 км/с.

Расстояние между пластинами 1 см, напряженность поля

конденсатора 5200 В/м. Чему равна длина пластин - - - - - - - -

конденсатора? Силой тяжести пренебречь.
Решение: d = 1 см

V0 = 350 км/с

Е = 5200 В/м

L = ? Расстояние d/2 протон проходит ускоренно под действием электрической силы: (1) Отсюда находим время движения и подставляем в уравнение (2): t =

А движение по горизонтали происходит равномерно: L = V0 ·t. (2)
L = V0 ·

12. (5,11-2007) На рисунке показана схема устройства для предварительного отбора заряженных частиц из источника частиц (и.ч.) для последующего детального исследования. Устройство представляет собой конденсатор, пластины которого изогнуты дугой радиуса R.

Предположим, что в промежутке между обкладками конденсатора, не касаясь их, пролетают молекулы интересующего нас вещества, потерявшие один электрон. Как нужно изменить напряжение на обкладках конденсатора, чтобы сквозь него могли пролетать такие же, но дважды ионизированные молекулы, имеющие такую же скорость? Считать, что расстояние между пластинами мало, напряженность электрического поля в конденсаторе одинакова по модулю, а вне конденсатора электрическое поле отсутствует. Влиянием силы тяжести пренебречь.

Решение: F = ma, где a = F = Eq , E = отсюда: ;

U = ; Если q увеличивается в 2 раза, то для сохранения прежнего радиуса, необходимо уменьшить напряжение в 2 раза:

U1 = ; U2 =
Ответ: напряжение уменьшить в 2 раза.

13. (6,15,12-2007) На рисунке показана схема устройства для предварительного отбора заряженных частиц из источника частиц (и.ч.) для последующего детального исследования. Устройство представляет собой конденсатор, пластины которого изогнуты дугой радиуса R = 50 см.

Предположим, что в промежутке между обкладками конденсатора, не касаясь их, пролетают молекулы интересующего нас вещества, потерявшие один электрон. Как нужно изменить напряжение на обкладках конденсатора, чтобы сквозь него могли пролетать ионы, имеющие такую же скорость, но два раза меньшее значение отношение заряда к массе? Считать, что расстояние между пластинами мало, напряженность электрического поля в конденсаторе одинакова по модулю, а вне конденсатора электрическое поле отсутствует. Влиянием силы тяжести пренебречь.

Решение: F = ma, где a = F = Eq , E = отсюда: ;

U = ; → U = ; Если уменьшается в 2 раза, то для сохранения прежнего радиуса, необходимо увеличить напряжение в 2 раза:

Ответ: Напряжение увеличивается в 2 раза.
14. (7,13-2007) На рисунке показана схема устройства для предварительного отбора заряженных частиц из источника частиц (и.ч.) для последующего детального исследования. Устройство представляет собой конденсатор, пластины которого изогнуты дугой радиуса R .

Предположим, что в промежутке между обкладками конденсатора, не касаясь их, пролетают молекулы интересующего нас вещества, потерявшие один электрон. Как нужно изменить напряжение на обкладках конденсатора, чтобы сквозь него могли пролетать ионы, но имеющие в 2 раза большую кинетическую энергию? Считать, что расстояние между пластинами мало, напряженность электрического поля в конденсаторе одинакова по модулю, а вне конденсатора электрическое поле отсутствует. Влиянием силы тяжести пренебречь.

Решение: F = ma, где a = F = Eq , E = отсюда: ;

U = ; → U = Если Ек увеличивается в 2 раза, то для сохранения прежнего радиуса, необходимо увеличить напряжение в 2 раза:

Ответ: Напряжение увеличивается в 2 раза.

15. (4,14-2007) На рисунке показана схема устройства для предварительного отбора заряженных частиц из источника частиц (и.ч.) для последующего детального исследования. Устройство представляет собой конденсатор, пластины которого изогнуты дугой радиуса R = 50 см.

Предположим, что в промежутке между обкладками конденсатора, не касаясь их, пролетают молекулы интересующего нас вещества, потерявшие один электрон. Напряженность электрического поля в конденсаторе по модулю равна 50 кВ/м. Ионы с каким значением кинетической энергии пролетят сквозь конденсатор, не коснувшись пластин? Считать, что расстояние между пластинами мало, напряженность электрического поля в конденсаторе одинакова по модулю, а вне конденсатора электрическое поле отсутствует. Влиянием силы тяжести пренебречь.

Решение: F = ma, где a = F = Eq , E = отсюда: ;

U = ; → U = Ек =

16.(1-2007) Полый металлический шарик массой 2 г подвешен на шелковой нити и помещен над положительно заряженной плоскостью, создающей однородное вертикальное электрическое поле напряженностью 106 В/м. Шарик имеет положительный заряд 10-8 Кл. Период малых колебаний шарика 1 с. Какова длина нити?

Дано: m = 2г Решение:

Е = 106 В/м Период колебаний маятника определяется

q = 10-8 Кл

Т = 1с соотношением Т = g Fэ
L-?

Где, a – ускорение шарика в поле тяготения и в электрическом поле.
F = ma. ma = Fэл = Eq. отсюда: a =



17.Шарик массой 20 г подвешен на нити длиной 10 см. Шарик имеет положительный заряд 10-5 Кл и находится в однородном электрическом поле напряженностью 104В/м, направленном вертикально вниз. Найти период малых колебании шарика на нити.

Т = F = ma. ma = Fэл = Eq. отсюда: a = Ответ: Т = 0,1с

18(3-2007) Полый металлический шарик массой 2 г подвешен на шелковой нити длиной 50 см. Шарик имеет положительный заряд 10-8 Кл. и находится в однородном вертикальном электрическом поле напряженностью 106 В/м.. направленном вертикально вниз. Сколько полных колебаний совершит шарик за 15 с?
Т = g E
T =

Fэл

mg
F = ma. ma = Fэл = Eq. отсюда: a =

Т = N = (колебаний)

19(2-2007). Полый металлический шарик массой 3 г подвешен на шелковой нити длиной 50 см и помещен над положительно заряженной плоскостью, создающей однородное вертикальное электрическое поле напряженностью 2·106 В/м. Электрический заряд шарика отрицателен и по модулю равен 6·10-8 Кл. Определите циклическую частоту свободных колебаний данного маятника.

Т = F = ma. ma = Fэл = Eq. отсюда: a =



20(122,143-2004) Две непроводящие вертикально расположенные заряженные параллельные пластины находятся на расстоянии 50 см друг от друга. Напряженность поля между ними равна Е = 105 В/м. Между пластинами на равном расстоянии от них, помещен шарик с зарядом q = 10-5Кл и массой 10 г. После того, как шарик отпустили, он начинает падать. Какую скорость имел шарик перед ударом о пластину?

Решение: Движение шарика рассматривается как одновременное d

движение по горизонтали и вертикали. В горизонтальном направлении

шарик движется ускоренно под действием электрической силы:

ma = Fэл= Eq. Отсюда а = . Находим горизонтально Vx

составляющую скорости: Vх = E

Vy V

так как S = d/2.
Время полета шарика до соударения с пластиной: t =

Вертикально составляющая скорость шарика перед ударом равна: Vy= gt,
Модуль конечной скорости шарика (перед ударом) равна: V =

21. (123,144-2004) Отрицательно заряженное тело малого размера с зарядом q = - 10-5Кл и массой 20 г начинает скользить без трения по незаряженной непроводящей

наклонной плоскости, угол наклона которой 300. Начальная

скорость тела равна 0. Горизонтальная непроводящая поверхность

под наклонной плоскостью заряжена положительно и создает

вертикально направленное однородное поле напряженностью

104 В/м. Какое время потребуется телу для соскальзывания mg h

с вершины наклонной плоскости, высота которой 50 см ,

до основания? Fэл

Решение: + + + + + + + +
Уравнение движения: max = mgx + FэлХ; а =
S=
22. Горизонтально расположенная заряженная пластина создает электрическое поле напряженностью Е = 104В/м. На неё с высоты 10 см падает шарик малого размера массой 20 г, имеющий заряд q = 10-5 Кл и начальной скоростью V0 = 1м/с. Направленную вертикально вниз. Какую энергию шарик передаст пластине при абсолютно неупругом ударе?
Решение: Полная энергия шарика в начальный момент – это и есть искомая энергия:

W = Ep1 + Ep2 + Ek = mgh + (-q) Eh + ½ mV2 = 0,02 Дж

q q

23/ (138-7Тр) Четыре одинаковых заряда q расположены на плоскости

в вершинах квадрата и удерживаются в равновесии связывающими

их нитями, не проводящими ток. (рис) Сила натяжения каждой нити

равна 2,7·10-3 Н. Чему равна сила F0 , действующая на каждый из

зарядов со стороны другого ближайшего заряда? (2,8·10-3)

T
Fэ

q T q F

Fэл

Решение:

Т = Fэл + Fx: Т = Fэл + F·sin450: Fэл = ; F =

T = Fэл + Fy ; T =Fэл + F·sin450 =Fэл +; Fэл=

Равнодействующая сила , действующая на каждый заряд со стороны двух ближайших зарядов равна R =




24. (175 -7) Чему равна энергия конденсатора емкости С,

подключенного по электрической схеме, представленной

на рисунке? Величины ε, R , r считать известными.
Решение: W = ;

Закон Ома: I = Напряжение на конденсаторе равно напряжению на резисторе 2R. Ток по резисторам 4R и 5R не течет и разность потенциалов равна 0.

U= I∙2R=
W =

25.(Дем.в-2004) В кинескопе телевизора разность потенциалов между анодом и катодом 16 кВ. Отклонение электронного луча при горизонтальной развертке осуществляется магнитным полем, создаваемым двумя катушками. Ширина области, в которой электроны пролетают через магнитное поле, равна 10 см. Какова индукция отклоняющего магнитного поля при значении угла отклонения электронного луча 300?

Решение: В электрическом поле электрон ускорятся до энергии: Uq =

В магнитном поле на электрон действует сила Лоренца: F = B q V Sinα. Sinα.=1,

F = ma, a = Радиус дуги окружности по которой движется электрон находим по рисунку:

Sinα = ; R = B =

26(дем.версия-2007) К однородному медному цилиндрическому проводнику длиной 10 м приложили разность потенциалов 1 В. Определите промежуток времени, в течение которого температура проводника повысится на 100. Изменение сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. ( удельное сопротивление меди 1,7∙10-8 Ом∙м.)

Q = mc Δt, m = ρV=ρ∙Ѕl Q = , где t – время, R =
Ответ: 57 сек

27(1-7трен). К однородному медному цилиндрическому проводнику длиной 40 м приложили разность потенциалов 10В. Каким будет изменение температуры ΔТ через 15 с? Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. ( удельное сопротивление меди 1,7∙10-8 Ом∙м.) Ответ: 160К.
28(8-реальн) Какую скорость будет иметь ядро трития при ускорении в электрическом поле с разностью потенциалов 3 В? Начальную скорость частицы считать равной 0.(1,386∙104)

29.(144-7)Проводящий шар радиусом 5 см с зарядом 4 нкл окружен сферической оболочкой из диэлектрика радиусом 10 см (рис). Диэлектрическая проницаемость вещества оболочки 2. Найдите напряженность поля вблизи внутренней оболочки (1) и внешней (2) поверхностей диэлектрика.






30.143 (Б, ВО). На рисунке изображено сечение уединенного проводящего полого шара. I — область полости, и — область проводника , III — область вне проводника. Шару сообщили отрицательный заряд. В каких областях пространства напряженность электрического поля, создаваемого шаром, отлична от нуля?

1) только в I; 2) Только в II; 3) только в III 4) в I и II

31.(1061-Ст) Троллейбус массой 11 т движется равномерно со скоростью 36 км/ч. Найдите силу тока в обмотке двигателя , если напряжение равно 550 В. И КПД 80%. Коэффициент сопротивлению движению равен 0,02. (50)

32.1063(Ст) Какой длины надо взять никелиновую проволоку с площадью поперечного сечения 0,84 мм2, чтобы изготовить нагреватель напряжением 200В, при помощи которого можно было нагреть воду объемом 2 л от 200 до кипения за 10 минут при кпд 80%? (Удельное сопротивление нихрома 110∙10-2 Ом∙м) Ответ: 69 м.



Реальные варианты.

33.(2008) В момент времени t заряд конденсатора в идеальном колебательном контуре равен

4∙10-9Кл, а сила тока равна 3 мА. Амплитуда заряда равна 5∙10-9Кл. Найдите период колебаний в контуре.

Решение: Закон сохранения энергии в идеальном колебательном контуре

; (1) Формула Томсона: Т = (2)
Из формулы (1): LC = ; T ===6,3∙10-6c.

34(2008) В некоторый момент времени t заряд конденсатора в идеальном колебательном контуре равен 4∙10-9Кл, а сила тока в катушке равна 3 мА. Амплитуда силы тока равна 5 мА. Найдите период колебаний в контуре.

Решение: Закон сохранения энергии в идеальном колебательном контуре

; (1) Формула Томсона: Т = (2)
Из формулы (1): LC = ; T == =6,3∙10-6c.

35(2008) Период колебании в идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, равен 6,3∙10-6c. Амплитуда колебаний силы тока равна 5 мА. В момент времени t а сила тока в катушке равна 3 мА. Найдите заряд конденсатора в этот момент.

Решение: Закон сохранения энергии в идеальном колебательном контуре

; (1) Формула Томсона: Т = (2)

Из формулы (1): q2 = ;

q =
36. Период колебаний в идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, равен 6,3∙10-6c. Амплитуда колебаний заряда равна 5∙10-9Кл.. В момент времени t а сила тока в катушке равна 3 мА. Найдите заряд конденсатора в этот момент.

Решение: Закон сохранения энергии в идеальном колебательном контуре

; (1) Формула Томсона: Т = (2)

Из формулы (1): q2 =;

q =

37. В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока соответственно равны 3 В и 0,5 Ом; емкость конденсатора 2 мФ; индуктивность катушки 2 мГн. В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Сопротивление катушки и проводов пренебречь.
Решение: Пока ключ замкнут по цепи идет ток I =,так как R =0;

Энергия магнитного поля равна W = После размыкания ключа эта вся энергия выделится на лампе: Q =

38. В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС источника равна 9 В; емкость конденсатора 10 мФ; индуктивность катушки 20 мГн и сопротивление резистора 3 Ом. В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь. Сопротивление катушки и проводов пренебречь.

Решение: Пока ключ замкнут по цепи идет ток I =,так как r =0;

Энергия магнитного поля равна W = После размыкания ключа эта вся энергия выделится на

лампе: Q =

39. . В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС источника тока и внутреннее сопротивление источника тока соответственно равны 12 В и 1 Ом; емкость конденсатора 2 мФ; индуктивность катушки 36 мГн и сопротивление лампы 5 Ом. В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа?. Сопротивление катушки и проводов пренебречь.

Решение: Пока ключ замкнут, по цепи идет ток I =, конденсатор заряжен до напряжения:

U = IR = R

Энергия магнитного поля равна W =

Энергия электромагнитного поля на конденсаторе равна

После размыкания ключа эта вся энергия выделится на

лампе: Q =






Похожие:

Электричество. Часть с -2008. Какой должна быть эдс источника тока, чтобы напряженность ε icon«Лабораторная работа №7 «Измерение электродвижущей силы и внутреннего сопротивления источника тока»
Цель: научить измерять эдс источника тока и определять его внутреннее сопротивление, используя закон Ома
Электричество. Часть с -2008. Какой должна быть эдс источника тока, чтобы напряженность ε iconII. Изучение нового материала Метод узловых потенциалов
Источник тока характеризуется эдс и внутренним сопротивлением. В качестве меры эдс действующих источников тока принимают ту разность...
Электричество. Часть с -2008. Какой должна быть эдс источника тока, чтобы напряженность ε iconЗадание №4 анализ электрической цепи постоянного тока
Согласно индивидуальному заданию, составить схему электрической цепи. В распечатке исходных данных сопротивления заданы в омах, эдс...
Электричество. Часть с -2008. Какой должна быть эдс источника тока, чтобы напряженность ε iconНайдите эдс источника тока. А. 10В; Б. 12В; В. 14В; Г. 16В; Д. 18В
За направление электрического тока принимают направление движения под действием электрического поля А. электронов; Б. нейтронов;...
Электричество. Часть с -2008. Какой должна быть эдс источника тока, чтобы напряженность ε iconВариант 1 Вопрос 1
Определите эдс источника тока, если при перемещении электрического заряда 5 Кл сторонние силы совершают работу 100 Дж?
Электричество. Часть с -2008. Какой должна быть эдс источника тока, чтобы напряженность ε iconЗакон Ома для полной (замкнутой) цепи
Эдс и внутреннее сопротивление источника тока; показать важность существенных связей между физическими величинами на уровне теоретических...
Электричество. Часть с -2008. Какой должна быть эдс источника тока, чтобы напряженность ε iconЗакон Ома для полной цепи 3 Электрическая цепь состоит из источника тока и двух сопротивлений, одно из которых может через ключ соединяться параллельно со вторым сопротивлением. Сопротивление п R
Сопротивление п R1 вдвое больше сопротивления внутреннее сопротивление источника тока r = 0,1 определить, во сколько раз изменятся...
Электричество. Часть с -2008. Какой должна быть эдс источника тока, чтобы напряженность ε iconРешение : Перерисуем данную в задании схему с учетом направления источников эдс
Дана электрическая схема постоянного тока, известны постоянные эдс e1, E2, заданы сопротивления ветвей R1, R2, R3
Электричество. Часть с -2008. Какой должна быть эдс источника тока, чтобы напряженность ε iconУчебно-методический комплекс по дисциплине Физика Часть II электричество и магнетизм Вопросы для внутрисеместрового контроля на лекциях
Лекция Предмет классической электродинамики. Электрическое поле. Напряженность электрического поля
Электричество. Часть с -2008. Какой должна быть эдс источника тока, чтобы напряженность ε iconДорогие друзья! Мы начинаем русский литературный альманах
Такая идея не обязательно должна быть строго сформулирована на философско-историческом уровне, но обязательно должна быть и разделяться...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org