- •Предисловие
- •1. Электростатическое поле в вакууме
- •1.1. Электрический заряд. Закон Кулона
- •1.2. Напряженность электрического поля
- •1.3. Силовые линии электрического поля
- •1.4. Работа электрических сил при перемещении заряда в поле
- •1.5. Потенциал электрического поля
- •1.6. Связь между напряженностью и потенциалом электростатического поля
- •1.7. Теорема Остроградского - Гаусса
- •2. Электростатическое поле в веществе
- •2.1. Проводники в электростатическом поле
- •2.2. Диэлектрики в электростатическом поле
- •2.3. Электроемкость проводников
- •2.4. Энергия электростатического поля
- •Данные для разных вариантов:
- •Решение:
- •Задание №2
- •Данные для разных вариантов:
- •Решение:
- •3.2. Потенциал поля макроскопических заряженных тел задание №3
- •Данные для разных вариантов:
- •Решение:
- •Задание №4
- •Данные для разных вариантов:
- •Решение:
- •3.3. Энергия электрического поля задание № 5
- •Данные для разных вариантов:
- •Решение:
- •Задание № 6
- •Данные для разных вариантов:
- •Решение:
- •Задание № 7
- •Данные для разных вариантов:
- •Решение:
- •Задание № 8
- •Данные для разных вариантов:
- •Решение:
- •Решение:
- •Задание № 11
- •Данные для разных вариантов:
- •Решение:
- •4. Тестовые задания для текущего контроля
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Решение:
ΔW, ΔE, ΔC, Δq, ΔU для конденсатора, отключенного от источника питания:
Задание № 8
На систему конденсаторов (см. рис.) емкости которых , , известны, подано напряжение U. Определите заряды и напряжения на конденсаторах.
Рис. 24
Данные для разных вариантов:
Вар. |
С1,мкФ |
С2,мкФ |
С3,мкФ |
U, В |
1 |
4 |
8 |
4 |
200 |
2 |
4 |
4 |
8 |
100 |
3 |
4 |
2 |
2 |
100 |
4 |
12 |
12 |
12 |
100 |
5 |
9 |
9 |
9 |
200 |
6 |
3 |
5 |
4 |
200 |
7 |
5 |
2,5 |
2,5 |
200 |
8 |
4 |
8 |
4 |
100 |
9 |
2 |
4 |
4 |
200 |
10 |
6 |
3 |
3 |
200 |
11 |
3 |
5 |
4 |
100 |
12 |
5 |
2,5 |
2,5 |
100 |
13 |
12 |
6 |
3 |
100 |
14 |
6 |
3 |
3 |
100 |
15 |
4 |
2 |
2 |
200 |
16 |
3 |
4 |
5 |
100 |
17 |
9 |
9 |
9 |
100 |
18 |
12 |
12 |
12 |
200 |
19 |
4 |
4 |
8 |
200 |
20 |
3 |
4 |
5 |
200 |
Решение:
Система состоит из двух последовательно соединенных звеньев: конденсатора и конденсатора суммарной емкости ( + ). Поэтому эквивалентная (общая) емкость системы
При последовательном соединении емкостей заряд батареи равен заряду каждого из последовательно включенных звеньев, т.е. в данном случае . Итак мы нашли, что
Зная заряд первого конденсатора, находим напряжение на нем
При последовательном соединении участков цепи напряжение на них складываются, поэтому напряжения на втором участке звене цепи, т.е. на каждом из конденсаторов С2и равно
Теперь мы можем найти заряды второго и третьего конденсаторов:
Обратим внимание, что суммарный заряд и равен заряду и заряду батареи q.
ЗАДАНИЕ № 9
Определить общую емкость представленных электрических цепей. Значения емкости конденсаторов на схемах указано в мкФ.
Данные для разных вариантов:
Вариант 1
Вариант 2
Вариант 3
ЗАДАНИЕ № 10
Электрон, ускоренный разностью потенциалов U0, влетает посередине между пластинами конденсатора параллельно пластинам. Какую наименьшую разность потенциалов надо приложить к конденсатору, чтобы электрон не вылетел из него? Длина пластин конденсатора l, расстояние между пластинами d. Определить напряженность электрического поля.
Данные для разных вариантов:
Вар. |
U0, 103 В |
l, см |
d, см |
1 |
5 |
5 |
0,5 |
2 |
3 |
5 |
0,5 |
3 |
2,5 |
5 |
1 |
4 |
4 |
10 |
1 |
5 |
3 |
5 |
1 |
6 |
1 |
10 |
0,5 |
7 |
4 |
10 |
0,5 |
8 |
2 |
10 |
1 |
9 |
3,5 |
10 |
1 |
10 |
2,5 |
5 |
0,5 |
11 |
4 |
5 |
0,5 |
12 |
1 |
5 |
1 |
13 |
3 |
10 |
0,5 |
14 |
1 |
10 |
1 |
15 |
2,5 |
10 |
1 |
16 |
3 |
10 |
1 |
17 |
4 |
5 |
1 |
18 |
5 |
5 |
1 |
19 |
2 |
10 |
0,5 |
20 |
5 |
10 |
0,5 |
21 |
2 |
5 |
1 |
22 |
5 |
10 |
1 |
23 |
2 |
5 |
0,5 |
24 |
2,5 |
10 |
0,5 |