Решение задач по физике. Онлайн-база готовых решений.
Поиск по задачам:
Вход на сайт
12886. В закрытом с обоих концов цилиндре объема V=1 л свободно ходит невесомый тонкий поршень. В пространство под поршнем вводится m = 1 г воды, в пространство над поршнем — m2 = 2 г азота. Какую часть объема цилиндра займет азот при 100° С?
12887. В закрытом с обоих концов цилиндре объемом 1 л свободно ходит невесомый тонкий поршень. В пространство под поршнем вводится m1 = 0,1 г воды, в пространство над поршем — m2 = 0,5 г азота. На какой высоте установится поршень при 100° С (в долях от общей высоты цилиндра)?
12888. В закрытом с обоих концов цилиндре объемом 1 л свободно ходит невесомый тонкий поршень. В пространство под поршнем вводится m1 = 0,5 г воды, в пространство над поршнем — m2 = 0,5 г азота. На какой высоте установится поршень при 100° С (в долях от общей высоты цилиндра)?
12889. В цилиндре объемом 10 л под поршнем находится влажный воздух при температуре 20° С. Относительная влажность его 70%. Каково будет давление в цилиндре, если его объем при той же температуре уменьшить в 10 раз? Начальное давление равно 100 мм рт. ст. Давление насыщающего пара при температуре t = 20° С равно 18 мм рт. ст.
12890. Температура воздуха в комнате t1 = 14 С, а относительная влажность a1 = 60%. В комнате затопили печь, и температура воздуха повысилась до t2 = 22° С. При этом некоторая часть воздуха вместе с содержащимся в нем водяным паром ушла наружу и давление в комнате не изменилось. Определить относительную влажность воздуха при температуре t2. Давления насыщающих паров при температурах t1 = 14°C и t2=22° С равны Pн1, = 12 мм рт. ст. и рн2 = 20 мм рт. ст.
12891. В герметически закрытом ящике при t1 ==50 С находится воздух с влажностью а = 40%. В ящик введен змеевик, который можно охлаждать потоком воды. Сколько воды сконденсируется на змеевике, если через него пропускать воду температуры t2 = 20°С, а ящик поддерживать при 50° С? Давления насыщающих паров воды при температурах t1 и t2 равны p1 = 92,5 мм pт. ст. и р2= 17,5 мм рт. ст. Объем ящика 1 м3.
12892. В стеклянном баллоне, присоединенном к вакуумному насосу, содержались капельки ртути общей массой 0,87 г. Баллон помещен в печь, имеющую температуру 120° С. Производительность насоса 7 л/мин. Чему равно давление насыщающих паров ртути при 120° С, если давление в баллоне резко упало после 20 мин работы насоса? Молекулярный вес ртути 200.
12893. Под колоколом насоса находится стакан, содержащий 20 г воды. Скорость откачки насоса 50 л/мин. Через сколько времени вся вода испарится, если установившаяся температура воды 5° С? Давление насыщающих паров воды при 5° С равно 6,54 мм рт. ст.
12894. В откачанный сосуд объемом 500 см3 ввели водород до давления 200 мм рт. ст. при температуре 20° С. В другой такой же сосуд ввели кислород до давления 100 мм рт. ст. Оба сосуда соединили и после того, как газы перемешались, пропустили электрическую искру; гремучая смесь сгорела. Сколько воды сконденсировалось на стенках сосуда после того, как установка приняла первоначальную температуру? Давление насыщающих паров воды при 20° С равно 17,5 мм рт. ст.
12895. Кубический метр влажного воздуха при относительной влажности 60%, температуре 20° С и давлении 1 атм весит 10,76 н. Определить давление насыщающего водяного пара при температуре 20° С.
12896. Герметически закрытый сосуд, содержащий некоторое количество воздуха, наполовину заполнен водой. При температуре t1 = 27° С давление в сосуде оказалось равным Р1 =626,7 мм рт. ст., а при температуре t2=60°Сравным Р2=815 мм рт. ст. Определить давление н щающих паров при температуре если известно, при температуре t1 оно равно 26,7 мм рт. ст.
12897. Два цилиндрических сосуда одинаковой высоты //=150 см соединены снизу тонкой трубкой (рис. 76). осуд А плотно закрыт крышкой, сосуд В открыт, начала в сосудах находился сухой воздух При давлении Ро = 760 мм рт. ст. Затем сосуд В при неизменной температуре до краев наполнили водой; уровень воды в сосуде А оказался равным h=li см. Определить давление насыщающих паров воды при температуре опыта.
12898. Кристаллическая решетка железа кубическая. Считая, что на каждый элементарный куб приходится один атом железа, определить постоянную решетки, т. е. расстояние между ближайшими атомами железа. Плотность железа 7,9 г/см3, атомный вес 56. Число Авогадро 6,02·1023.
12899. С какой скоростью растет толщина покрытия стенки серебром при распылении, если атомы серебра, обладая энергией 10-17 джу производят давление на стенку, равное 0,1 н/м2? Плотность серебра 10,5 г/см3. Молекулярный вес серебра 108.
12900. В цилиндрическом сосуде под поршнем находятся пары воды при температуре 100° С и внешнем давлении 1 атм. Начальный объем сосуда 20 л. При постоянном внешнем давлении поршень опускается, так что объем Пара уменьшается вдвое. Какое количество тепла надо отвести от сосуда, чтобы температура пара осталась постоянной? Объемом сконденсировавшейся воды Пренебречь. Теплота парообразования воды при 100° С равна 2246 дж/г.
12901. В цилиндре под невесомым поршнем площадью S = 100 см2 находится М=1 кг воды при температуре 0°С. В цилиндре включают нагреватель мощностью W = 500 вт. Через какое время поршень поднимется относительно своего первоначального положения на высоту h=1м? Атмосферное давление Po=1 атм. Теплота парообразования воды q = 2,25 106 дж/кг. Теплоотдачей и теплоемкостью цилиндра пренебречь. Теплоемкость воды 1 кал/г·град = 4,18 дж/г·град.
12902. В цилиндре под невесомым подвижным поршнем находится V=l м3 насыщающего водяного пара. Какую массу воды температуры 0°С надо впрыснуть в сосуд, чтобы весь пар сконденсировался? Атмосферное давление атм. Теплоемкостью и теплоотдачейцилиндра пренебречь Теплота конденсации воды q=2,25·106 дж/кг.
12903. Под невесомым поршнем в цилиндре находится 1 кг воды при температуре 0°С. В воду опускают кусок железа массы 1 кг, нагретый до температуры 1100° С. На какую высоту поднимется поршень? Атмосферное давление 1 атм, удельная теплоемкость железа C = 0,5 дж\г • град. Площадь поршня S = 1000 см2. Теплоотдачей и теплоемкостью цилиндра пренебречь.
12904. В цилиндре под невесомым поршнем площадью 100 см2 находится 18 г насыщающего водяного пара. В сосуд впрыскивают 18 г воды при температуре 0°С. На какую высоту опустится поршень? Атмосферное давление 1 атм. Теплоемкостью и теплопроводностью цилиндра пренебречь.
12905. В цилиндре под поршнем площадью S = 100 см2 находится 18 г воды при 0°С (рис. 77). Цилиндр нагревается до 200° С. На какую высоту поднимется поршень с лежащим на нем грузом М=100 г? Атмосферное давление 1 атм; давление сыщающих водяных паров при 200° С равно 16 атм.
12906. В цилиндре под поршнем площадью S=100 см2 находится 18 г водяного пара при температуре 100° С, К поршню через систему блоков подвешен груз М = 50 кг (см. рис. 75). Цилиндр охлаждается до 0°С. На какую высоту поднимется груз? Атмосферное давление 1 атм. Весом поршня пренебречь. Давление насыщающего водяного пара при 0°С равно 4 мм рт. ст.
12907. В теплоизолированный откачанный сосуд объемом 15 л налито 2 кг воды при 300° К. На дне в сосуд впаяна проволока с сопротивлением 100 см, по которой течет ток 2 а. Определить время, в течение которого в сосуде установится температура 100° С. Изменением объема воды пренебречь.
12908. Балластный резервуар подводной лодки объемом V=5000 л целиком заполнен водой. Какое давление воздуха должно быть в баллоне емкостью v = 200 л, чтобы при подсоединении баллона к балластному резервуару подводная лодка полностью освободилась от балласта на глубине H=100 м? Температуру воздуха считать неизменной.
12909. Балластный резервуар подводной лодки объемом V=5000 л заполнен водой. Для сброса балласта в верхнюю часть резервуара подается воздух из компрессора и вода через трубу сечением S=100 см2, расположенную в нижней части резервуара, вытекает наружу. Какова должна быть мощность компрессора, чтобы лодка на глубине H=100 м могла полностью освободиться от балласта за время t = 50 сек?
12910. В вертикально расположенном цилиндрическом сосуде находится газ массы М с молекулярным весом ц.Газ отделен от атмосферы поршнем, соединенным с дном сосуда пружиной жесткости k (рис. 78). При температуре T1 поршень расположен на расстояния h от дна сосуда. До какой температуры надо нагреть газ, чтобы поршень поднялся до высоты H?
12911. В цилиндре под невесомым поршнем находится газ под давлением Р, равным внешнему давлению, и с температурой Т. Поршень удерживается упругой пружиной (см. рис. 78). Во сколько раз нужно увеличить температуру газа, чтобы его объем увеличился в полтора раза? Если газ из-под поршня полностью откачать, поршень находится в равновесии у дна цилиндра.
12912. Цилиндрический тонкостенный сосуд высотой Н плавает, погрузившись в воду на глубину h. Сосуд переворачивают вверх дном и опускают на воду в таком положении. На какую глубину погрузится при этом нижний край сосуда, если сосуд плавает? Атмосферное давление Po. Плотность воды р. Давлением насыщающего пара воды внутри сосуда пренебречь.
12913. Тонкостенный стакан массы М = 50 г ставят вверх дном на поверхность воды и медленно отпускают его в глубь таким образом, что он все время остается вертикальным. На какую минимальную глубину надо опустить стакан, чтобы он утонул? Высота стакана H=10 см, площадь дна S=20 см2. Давлением паров воды в стакане пренебречь. Атмосферное давление Рo= 1 атм.
12914. В U-образную запаянную с одного конца трубку длины 2L налита жидкость таким образом, что в правом запаянном колене остался воздух. Уровень жидкости в открытом колене совпадает с краем трубки. Разность между уровнями равна L/3 (рис. 79). Какую часть жидкости нужно выпустить через кран в нижней части сосуда, чтобы уровни жидкости в открытом и закрытом коленах сравнялись? Давлением паров жидкости пренебречь. Плотность жидкости р, атмосферное давление Р0.
12915. В вертикальной узкой трубке длины 2L нижний конец запаян, а верхний открыт. В нижней половине трубки находится газ при температуре T, а верхняя до конца заполнена ртутью. До какой минимальной температуры надо нагреть газ в трубке, чтобы он вытеснил всю ртуть? Внешнее давление L мм рт. ст. Поверхностное натяжение не учитывать.
12916. Опрокинутый гидравлический пресс (рис. 80) находится в равновесии. При каком соотношении между массами поршней m и М это возможно? Размеры даны на рисунке 80. Плотность жидкости р; трением пренебречь.
12917. В закрытом с обоих концов откачанном цилиндре подвешен на пружине скользящий без трения поршень, положение равновесия которого находится у дна цилиндра. В пространство под поршнем вводится такое количество газа, что поршень поднимается на высоту h (рис. 81). На какой высоте h1 установится поршень, если этот газ нагреть от начальной температуры T до T1? Сила, действующая со стороны пружины на поршень, пропорциональна смещению поршня.
12918. Герметически закрытый откачанный цилиндр соединен тонкой трубкой с краном с откачанным сосудом объема V. В цилиндре подвешен на пружине скользящий без трения поршень, положение равновесия которого находится у дна цилиндра. В пространство под поршнем при закрытом кране вводится такое количество газа, что поршень поднимается на высоту h (рис. 82). На какой высоте h1 установится поршень, если открыть кран? Площадь сечения цилиндра S, температура постоянна. Сила, действующая со стороны пружины на поршень, пропорциональна смещению поршня.
12919. В мензурке высотой H и сечением S, закрытой невесомым поршнем, находится газ с молекулярным весом Поршень опускают и освободившуюся часть мензурки до краев заливают ртутью. При каких значениях температуры газа можно найти такое положение поршня, при котором поршень будет находиться в равновесии (т. е. ртуть, налитая в мензурку, не будет выбрасываться давлением газа)? Масса газа в мензурке m, внешнее давление принять равным нулю.
12920. Пробирка погружена в воду своим открытым концом на глубину, равную половине ее длины. Уровень воды в пробирке совпадает с уровнем воды в резервуаре. Начальная температура всей системы T1 = 273° К. При какой максимальной длине пробирки воздух из нее начнет выходить, если температуру системы довести до T2 = 373° К? Наружное давление Рo = 1 атм. Давлением паров воды при 0°С пренебречь.
12921. Пробирку длиной L заполнили водородом под давлением Ро, закрыли легким подвижным поршнем и погрузили в сосуд со ртутью на глубину H (рис. 83). Какая часть длины пробирки будет при этом заполнена водородом? При каких значениях H задача имеет решение? Плотность ртути р, внешнее давление Ра, температура водорода поддерживается неизменной.
12922. В контейнере высотной ракеты сначала было давление Po=1 атм. Во сколько раз увеличилась температура внутри ракеты при ее взлете, если установленный в контейнере ртутный барометр стал показывать 0,6 Po Ракета взлетает вертикально с постоянным ускорением g.
12923. Одна грамм-молекула идеального газа находится в цилиндре под поршнем при температуре T1. Газ при постоянном давлении нагревают до температуры T2, затем при постоянном объеме нагревают до температуры T3. Далее газ охлаждают при постоянном давлении так, что его объем падает до первоначального значения. Наконец при постоянном объеме газ возвращают в первоначальное состояние. Таким образом, над газом совершен замкнутый процесс (цикл). Какую работу совершил газ в этом процессе?
12924. Над одной грамм-молекулой идеального газа совершают цикл (замкнутый процесс), состоящий из двух изохор и двух изобар (рис.84). Температуры в точках 1 и 3 Рис. 84.равны T1 и T3. Определитьработу, совершенную газом за цикл, если известно, что точки 2 и 4 лежат на одной изотерме.
12925. Некоторая масса газа имеет давление Р1, объем V1 и температуру T1. Затем газ при постоянном объеме нагревают до температуры T2 = 2T1, после этого происходит расширение газа при постоянном давлении до объема V2 = 4 V1. Из получившегося состояния газ возвращают к начальному (Р1, V1, T1)t причем так, что во время этого процесса PVn — const. Определить n.
12926. Нагревается или охлаждается идеальный газ, если он расширяется по закону P = b/Vn где b и n — некоторые постоянные, причем 0<n<1?
12927. Идеальный газ расширяется по закону P = aV. Найти графически работу, произведенную газом при увеличении объема от V1 до V2 Поглощается или выделяется тепло при таком процессе?
12928. Температура некоторой массы т идеального газа с молекулярным весом M меняется по закону T = aV2. Найти графически работу, совершенную газом при увеличении объема от V1 до V2. Поглощается или выделяется тепло при таком процессе?
12929. Масса М пороха, сгорающего в одну секунду в камере ракетного двигателя, зависит от давления Р по закону М=АРn (А и n — некоторые постоянные). Скорость расхода массы газа за счет истечения из сопла пропорциональна давлению в камере. Во сколько раз отличаются давления в камерах ракетных двигателей, если сечение их сопел равны S1 и S2? Рассмотреть частный случай, когда n = 2/3, S1/S2 = 2.
12930. Масса М пороха, сгорающего в одну секунду в камере реактивного двигателя, зависит от давления Р по закону М=АРn. Найти показатель степени n, если при уменьшении сечения сопла двигателя в два раза давление в камере возрастает в четыре раза. Скорость расхода массы газа за счет истечения из сопла пропорциональна давлению в камере Р.
12931. Какой заряд Q приобрел бы медный шар с радиусом R=10 см, если бы удалось удалить все электроны проводимости? Плотность меди р = 8,9 г/см3, атомный вес A =64. Заряд электрона е=1,6 10-19 Кл, число Авогадро No = 6 • 1023. Считать, что на каждый атом меди приходится один электрон проводимости.
12932. С какой силой f будут притягиваться два одинаковых свинцовых шарика радиусом r = 1 см, расположенные на расстоянии R = 1 м друг от друга, если у каждого атома первого шарика отнять по одному электрону и все эти электроны перенести на второй шарик? Атомный вес свинца А =207, плотность р= 11,3 г/см3.
12933. На двух одинаковых капельках воды находится по одному лишнему электрону, причем сила электрического отталкивания капелек уравновешивает силу их взаимного тяготения. Каковы радиусы капелек?
12934. Три точечных заряда, попарно помещенные на расстоянии r = 10 см друг от друга, взаимодействуют с силами; 5 Г, 8 Г, 12 Г. Найти величины зарядов.
12935. По кольцу могут свободно перемещаться три шарика, несущие заряды: +q1 на одном шарике и +q2 на каждом из двух других. Чему равно отношение зарядов q1 и q2, если при равновесии дуга между зарядами q2 составляет 60°?
12936. Два одинаковых заряженных шарика, подвешенные на нитях равной длины, опускаются в керосин. Какова должна быть плотность р материала шариков, чтобы угол расхождения нитей в воздухе и в керосине был один и тот же? Плотность керосина рк = 0,8 г/см3, относительная диэлектрическая проницаемость е = 2. (И в дальнейшем е означает относительную диэлектрическую проницаемость диэлектрика. Абсолютная проницаемость равна еео, где ео=(1/36) 10-9 ф/м — диэлектрическая проницаемость вакуума.)
12937. Вокруг неподвижного точечного заряда q0= + 10-9 к равномерно вращается под действием сил притяжения маленький шарик, заряженный отрицательно. Чему равно отношение заряда q шарика к его массе m, если радиус орбиты R = 2 см, а угловая скорость вращения w = 3 рад/сек}
12938. Три последовательно соединенных конденсатора C1, C2 и C3 подключаются к батарее с электродвижущей силой E. Какова разность потенциалов на каждом из конденсаторов?
12939. Найти заряд на каждом из конденсаторов C1, C2 и C3, схема соединения которых дана на рис. 85. Э. д. с. батареи равна E.
12940. Двенадцать одинаковых конденсаторов с емкостью С каждый собраны в батарею в виде восми-гранника ACDEFB (рис.86). Какова емкость этой батареи конденсаторов между точками А и В?
12941. В схеме, изображенной на рис. 87, емкость батареи конденсаторов не изменяется при замыкании ключа К Определить Сх.
12942. Батарея конденсаторов, изображенная на рис. 88, составлена из конденсаторов одинаковой емкости. Во сколько раз изменится общая емкость батареи, если замкнуть ключи K1 и K2?
12943. У трех конденсаторов емкости равны С, 2С и 3С, а пробойные напряжения соответственно V, V/4 и V/2. При каком из всех возможных способов соединения батарея из этих трех конденсаторов выдержит наибольшее напряжение?
12944. Конденсаторы C1 и C2 (рис. 89) при помощи переключателя К присоединяются сначала к батарее с э. д. с, равной E, а потом к незаряженному конденсатору C3. Найти заряд q3, который появится на конденсаторе C3.
12945. Два конденсатора с емкостями C1 и C2 обладающие зарядами q1 и q2, включаются в замкнутую цепочку так, что положительная оболочка одного конденсатора соединяется с отрицательной обкладкой другого. Определить заряд каждого конденсатора в этом случае.
12946. Конденсатор емкости С первоначально заряжен от батареи с э. д. с. E и отключен от батареи. К нему подключается другой (незаряженный) конденсатор емкости C1 (рис. 90,а). Затем конденсатор C1 отсоединяют от С и вновь подсоединяют, но так, что теперь верхняя пластина конденсатора С оказывается соединенной с нижней пластиной конденсатора C1 (рис. 90,б). Определить разность потенциалов на конденсаторе С.
12947. Конденсатор емкостью 20 мкф заряжен до напряжения 400 в. К нему подключается конденсатор с емкостью 1 мкф, в результате чего последний заряжается. Затем, отключив этот конденсатор, заряжают таким же образом второй конденсатор с той же емкостью (1 мкф), третий и т. д. Затем конденсаторы соединяют последовательно. Какое максимальное напряжение можно получить таким способом?
12948. Плоский конденсатор с размерами пластин 25 X 25 см и расстоянием между ними d1=0,5 мм заряжен до разности потенциалов V1 = 10 в и отключен от источника. Какова будет разность потенциалов V2, если пластины раздвинуть до расстояния d2 = 5 мм?
12949. Два изолированных плоских конденсатора емкостью С0 каждый заряжены до разности потенциалов Vо и соединены параллельно. В одном из конденсаторов расстояние между пластинами увеличено в три раза. Найти заряды конденсаторов и напряжение на них.
12950. Воздушный конденсатор емкостью С заполняют диэлектриком с диэлектрической постоянной e. Конденсатор какой емкости надо включить последовательно с данным, чтобы такая батарея вновь имела емкость С?
12951. Плоский конденсатор имеет площадь пластин S = 2000 см2, расстояние между ними 0,5 мм. В конденсаторе находится пластинка слюды (е = 7) толщиной d1 =0,3 мм, в остальной части — воздух. Определить емкость С конденсатора.
12952. Плоский конденсатор, пластины которого расположены горизонтально, наполовину залит жидким диэлектриком. Какую часть k аналогичного конденсатора надо залить жидкостью при вертикальном расположении пластин, чтобы емкости в обоих случаях были одинаковы? Диэлектрическая постоянная жидкости e.
12953. N одинаковых шарообразных капелек ртути заряжены до одного и того же потенциала V. Каков будет потенциал V1 большой капли, получившейся в результате слияния этих капелек?
12954. Металлический шар радиуса R1, имеющий потенциал V, окружают концентрической сферической проводящей оболочкой радиуса R2. Чему станет равен потенциал шара, если заземлить внешнюю оболочку?
12955. Металлический шар радиуса R1, заряженный до потенциала V, окружают сферической проводящей оболочкой радиуса R2. Как изменится потенциал шара после того как он будет на некоторое время соединен проводником с оболочкой?
12956. Два одинаковых металлических шарика радиуса r расположены в вакууме на расстоянии а друг от друга, причем а>>r. Шарики заряжены разноименными и равными по абсолютной величине зарядами. Какова емкость конденсатора, образованного шариками?
12957. Найти разность потенциалов между точками а, b в схеме, изображенной на рис. 91.
12958. Найти разность потенциалов между точками а, b в схеме, изображенной на рис. 92.
12959. Какой заряд протечет через гальванометр в схеме, изображенной на рис. 93, при замыкании ключа K?
12960. Какой заряд протечет через гальванометр в схеме, показанной на рис. 94, если замкнуть ключ K? Здесь C1, C2, C3 и C4 — емкость конденсаторов, E — э. д. с. батареи. До замыкания ключа конденсаторы были незаряжены.
12961. Два металлических шара, радиусы которых r1 и r2, соединены тонкой проволокой. Второй шар окружен концентрической оболочкой радиуса R, соединенной с землей (рис. 95). Шарам сообщается заряд Q. Как распределится этот заряд между шарами? Считать, что R — r2 << R, а длина проволоки велика по сравнению с радиусами шаров.
12962. Найти напряженность электрического поля Е вблизи металлической пластины площадью S с равномерно распределенным зарядом q. Поле вблизи плоскости можно считать однородным.
12963. Две параллельные металлические пластины площадью S каждая заряжены одинаковыми по величине и знаку зарядами Q. Найти напряженность электрического поля между пластинами и вне их. Поля считать однородными.
12964. Четыре одинаковые металлические пластины расположены в воздухе на равных расстояниях d друг от друга (d мало по сравнению с размером пластин). Площадь каждой из пластин равна S. Пластина 1 соединена проводником с пластинкой 3, а от пластин 2 и 4 сделаны выводы (рис. 96). Определить емкость такого сложного конденсатора.
12965. Четыре одинаковые металлические пластины расположены в воздухе на равных расстояниях d друг от друга (рис. 97). Площадь каждой из пластин равна S. Крайние пластины соединены между собой, средние пластины подсоединены к батарее, э. д. с. которой равна E. Найти заряды средних пластин. Считать, что расстояние d между соседними пластинами мало по сравнению с их размерами.
12966. У расположенного горизонтально незаряженного плоского конденсатора нижняя пластина закреплена, а верхняя подвешена к коромыслу весов (рис. 98). Весы находятся в равновесии, когда расстояние между пластинами d = 1 мм. Как нужно изменить нагрузку второй чашки весов, чтобы сохранить равновесие при том же расстоянии между пластинами, если конденсатор зарядить до напряжения V = 1000 в? Площадь пластин конденсатора S = 50 cm2.
12967. Одна пластина конденсатора закреплена неподвижно, вторая подвешена на пружине с коэффициентом жесткости k. Площадь пластин S. Насколько удлинится пружина, если пластинам сообщить равные, но противоположные по знаку, заряды Q? Поле между пластинами считать однородным. (Коэффициентом жесткости называется отношение силы, растягивающей пружину, к удлинению последней.)
12968. Одна пластина конденсатора закреплена неподвижно на дне широкого сосуда с жидким диэлектриком (диэлектрическая проницаемость его е, плотность р). Вторая, имеющая вид бруска высотой H, плавает над ней, погрузившись на 1/4 своего объема, если пластины не заряжены. Какую разность потенциалов надо приложить к пластинам, чтобы верхняя пластина погрузилась наполовину? Первоначальное расстояние между пластинами конденсатора H. Поле между пластинами считать однородным.
12969. Пластины изолированного плоского конденсатора раздвигают так, что емкость его меняется от C1 до C2 (C1>C2). Какую работу на это затратили, если заряд конденсатора q? Поле между пластинами в время остается однородным.
12970. Плоский воздушный конденсатор с расстоянием между пластинами d=5 см и площадью S = 500 см2 подсоединен к источнику с э.д.с. E = 2000 B. Параллельно пластинам в конденсатор вводится металлическая плита толщиной d1 = 1 см. Какую работу А совершает при этом батарея?
12971. Капелька масла радиусом r = 1 мк, несущая на себе заряд двух электронов, находится в равновесии в поле расположенного горизонтально плоского конденсатора, когда к нему приложено напряжение V = 820 в. Расстояние между пластинами d = 8 мм. Плотность масла р = 0,8 г/см3. Чему равен заряд электрона?
12972. Заряженная капелька масла уравновешена электростатическим полем горизонтально расположенного плоского конденсатора. Какое напряжение V подано на пластины конденсатора, если капелька при радиусе r = 2 мк несет на себе три электрона? Расстояние между пластинами d = 8 мм. Что произойдет при раздвижении пластин в случае, когда:а) пластины соединены с источником напряжения?б) пластины отключены? Плотность масла р = 0,8 г/см3.
12973. Энергию движущейся заряженной частицы принято выражать в электронвольтах (эв). Один электрон-вольт — это энергия, которую приобретает первоначально покоящийся электрон после прохождения в вакууме разности потенциалов в 1 в. Вычислить, какая энергия соответствует 1 эв в системе СГСЭ и в системе СИ.
12974. Ядро атома неона ускоряется разностью потенциалов V = 2000 е. Найти скорость v ядра, если атомный вес А неона 20 и его номер в периодической системе Z = 10.
12975. Электрон движется по направлению силовых линий однородного поля, напряженность Е которого равна 1,2 в/см. Какое расстояние он пролетит в вакууме до полной потери скорости, если его начальная скорость vo = 1000 км/сек? Сколько времени будет длиться этот полет?
12976. С поверхности металлического шара радиусом R, несущего на себе заряд — Q, вылетает электрон. Скорость этого электрона на бесконечно большом расстоянии от шара оказалась равной v. С какой скоростью v0 электрон покинул поверхность шара? Отношение заряда электрона к его массе е/m предполагается известным.
12977. Сфера радиуса r1, несущая на себе заряд + q1 окружена металлической сеткой радиуса r2 (рис. 99), на которую нанесен заряд +q2- Шарик с массой m, несущий заряд + е, начинает движение вблизи сферы без начальной скорости. Пролетев через сетку, шарик удаляется на бесконечность. Какова будет его скорость на большом бесконечном) расстоянии от сферы?
12978. Маленький металлический шарик с массой m= 1 г, которому сообщен заряд q= + 10-7 к, брошен издалека со скоростью v = 1 м/сек в металлическую сферу, с зарядом Q = +3·10-7 к. При каком минимальном значении радиуса сферы шарик достигнет ее поверхности?
12979. Какая энергия выделится при ударе электрона о положительно заряженный шар радиуса R, если на бесконечном расстоянии от шара скорость электрона была направлена к центру шара и равна у? Заряд шара +q, заряд электрона —е, масса его m. Удар считать неупругим.
12980. Одна из пластин плоского конденсатора с расстоянием между пластинами 10 мм освещается рентгеновскими лучами, вырывающими из нее фотоэлектроны со скоростью v = 106 м/сек. Электроны собираются на второй пластине. Через какое время фототок между пластинами прекратится, если с каждого квадратного сантиметра площади вырывается в 1 сек n = 1013 электронов?
12981. Под действием светового облучения с поверхности изолированного металлического шара радиусом r вылетают электроны с начальными скоростями с, в результате чего шарик заряжается. До какого максимального заряда Q можно зарядить шарик таким образом? Отношение заряда электрона к его массе е/m предполагается известным.
12982. Электроны, вылетающие без начальной скорости с одной из пластин заряженного плоского конденсатора, достигают другой пластины, имея скорость v\, Как изменится конечная скорость электронов, если параллельно к этому конденсатору подсоединить незаряженный конденсатор вдвое большей емкости?
12983. Пластины А и D (рис. 100) заземлены, сетки В и С имеют по отношению к земле потенциалы 200 и 100 в соответственно. Из пластины А без начальной скорости вылетает электрон. С какими скоростями он пересекает сетки В, С и достигает пластины D? Отношение заряда электрона к его массе равно 1,76·1011 к/кг.
12984. Электрон со скоростью vo вылетает с катода лампы, выполненной в виде плоского конденсатора. Потенциал анода через равные промежутки времени Т меняет знак на противоположный, оставаясь внутри промежутка постоянным и равным ± V, Если заряд е, массу m электрона и расстояние L между электродами считать известными, то за какое время t электрон долетит до анода? Известно, что T<<t и на первом из промежутков времени потенциал анода положителен.
12985. Электрон испускается с малой начальной скоростью катодом лампы, выполненной в виде плоского конденсатора. Если потенциал анода поддерживается равным V, то электрон достигнет анода через время Т. За какое время электрон достигнет анода, если потенциал последнего попеременно принимает значения V и нуль? Длительность промежутков времени, в течение которых потенциал анода равен V, T1 = T/10, длительность промежутков в нулевым значением потенциала T2 = T/20.