Решение задач по физике. Онлайн-база готовых решений.
Поиск по задачам:
Вход на сайт
15787. При нагревании газа был получен график зависимости давления от температуры, изображенный на рис. . Что производилось во время нагревания газа: сжатие или расширение?
15788. Определить по графику зависимости объема от температуры, изображенному на рис. , характер изменения давления, под которым находился газ во время нагревания.
15789. В закрытом сосуде производится нагревание: один раз газа массой m, другой раз - этого же газа массой 2m. Построить графики зависимости давления от температуры для этих двух случаев. Указать различие в расположении кривых.
15790. Внутри закрытого с обеих сторон цилиндра имеется подвижный поршень. С одной стороны поршня в цилиндре находится газ массой m, с другой стороны - этот же газ массой 2m. Какую часть объема цилиндра будет занимать газ массой 2m при равновесии поршня?
15791. В цилиндре, закрытом свободно перемещающимся поршнем, производится нагревание: один раз газа с молярной массой М, другой раз - газа с молярной массой 2М. Массы газов в обоих случаях одинаковы. Давление, производимое на поршень, также одинаково. Будут ли одинаковы графики зависимости объема от температуры для этих двух случаев?
15792. Поршень в цилиндре с газом прилегает неплотно к стенке цилиндра и может медленно пропускать газ. Установленная во время нагревания при постоянном давлении зависимость объема газа в цилиндре от температуры имеет вид, показанный на рис. . Как по виду этой зависимости определить: увеличилась или уменьшилась масса газа в цилиндре?
15793. Построить графики зависимости плотности газа от температуры в изобарном процессе и от давления в изотермическом процессе.
процессе.
15794. В термометрической шкале И. Н. Делиля температуре кипения воды соответствует t0 = 0°D и температуре таяния льда - t = -150°D.
Какое значение температурного коэффициента объемного расширения газа при постоянном давлении следовало бы брать при измерении температуры по шкале Делиля?
15795. Полый шарик объемом V = 100 см3 снабжен длинной трубкой с делениями. Объем канала трубки между двумя делениями v = 0,2 см3. В шарике и части трубки содержится воздух, отделенный от наружного пространства каплей воды. При температуре t1 = 5·С капля устанавливается на 20-м делении. В помещении, имеющем температуру t2, капля устанавливается на 50-м делении. Какова температура t2 помещения? Изменением объема сосуда пренебречь.
15796. В узкой цилиндрической трубке, запаянной с одного конца, находится воздух, отделенный от наружного пространства столбиком ртути длиной h = 15 см. Когда трубка лежит горизонтально, воздух занимает в ней объем V1 = 240 мм3; когда трубка устанавливается вертикально, открытым концом вверх, воздух занимает объем V2 = 200 мм3. Найти атмосферное давление P0 (в мм рт.ст.).
15797. Открытую с обеих сторон узкую цилиндрическую трубку длиной L = 80 см до половины погружают в ртуть. Затем закрывают верхнее отверстие трубки и вынимают ее из ртути. При этом в трубке остается столбик ртути длиной h = 22 см. Найти атмосферное давление P0 (в миллиметрах ртутного столба).
15798. Оба колена U-образной трубки имеют одинаковую высоту. Одно из колен запаяно и в нем находится столб воздуха высотой h1 = 28 см. Воздух отделен от атмосферы ртутью и его давление равно атмосферному. Какова будет высота h2 столба воздуха в запаянном колене, если второе колено доверху залить ртутью? Атмосферное давление P0 = 760 мм рт. ст.
15799. Открытую с обеих сторон узкую трубку погружают в ртуть так, что над ртутью выступает конец длиной l1 = 8 см. Трубку закрывают и поднимают еще на l2 = 44 см. Какую часть h трубки будет занимать воздух после того, как ее поднимут из ртути? Атмосферное давление P0 = 760 мм рт. ст.
15800. Цилиндрический стакан опущен открытым концом в сосуд с водой и плавает в нем так, что внутренняя поверхность дна находится на одном уровне с поверхностью воды в сосуде. Масса стакана m = 408 г, площадь его дна S = 10 см2. Давление воздуха в стакане перед погружением р0 = 760 мм рт. ст. Какую часть объема стакана займет воздух после погружения?
15801. В цилиндрический сосуд до половины высоты была налита ртуть, после чего сосуд был герметически закрыт крышкой с сифонной трубкой, наполненной ртутью. Высота сосуда 2Н = 60 см. Сифон имеет равные колена, и его трубка кончается у дна сосуда (рис. ). При каком давлении р в сосуде прекратится истечение ртути через сифон? Насколько понизится уровень ртути за время истечения? Атмосферное давление P0 = 760 мм рт. ст.
15802. Посередине узкой, запаянной с обоих концов трубки находится столбик ртути длиной h = 10 см. Трубка расположена горизонтально. В обеих половинах трубки находится воздух под давлением P0 = 760 мм рт. ст. Длина трубки L = 1 м. На какое расстояние I переместится столбик ртути, если трубку поставить вертикально?
15803. Закрытый с обеих сторон цилиндр разделен на две равные части теплонепроницаемым поршнем. В обеих частях цилиндра находится один и тот же газ при температуре t0 = 27 °С и давлении р0 = 760 мм рт. ст. Массы газа равны. Длина половины цилиндра L = 42 см. На какое расстояние I от середины цилиндра сместится поршень, если газ в одной из частей нагреть до температуры t = 57 °С? Какое давление р установится при этом в каждой из частей цилиндра?
15804. Стеклянная, запаянная с одного конца трубка длиной L = 15 см, содержащая некоторую массу воздуха, погружена в ртуть так, что над поверхностью ртути выступает часть трубки длиной l = 10 см (рис. ). Уровень ртути внутри трубки при температуре to = 0·С расположен выше уровня ртути в сосуде на dl = 5 см. Атмосферное давление p0 = 750 мм рт. ст. До какой температуры t необходимо нагреть воздух в трубке, чтобы он занял весь ее объем? Уровень ртути в сосуде считать неизменным.
15805. Вычислить значение газовой постоянной R в объединенном законе газового состояния для одного моля газа.
15806. Два одинаковых по объему и массе сосуда погружают в воду на глубину h. Один из сосудов имеет внизу отверстие, через которое вода может проникать внутрь сосуда. Одинаковую ли работу необходимо совершить при погружении каждого из этих сосудов в воду?
15807. Количество v = 1 моль кислорода нагревается при постоянном давлении от температуры t0 — 0°С. Какое количество теплоты Q необходимо сообщить газу, чтобы его объем удвоился? Удельная теплоемкость кислорода при этих условиях Ср=912,7 Дж/(кг·К), молярная масса кислорода М= 0,032 кг/моль.
15808. Газ нагревается на dT = 1 К в цилиндре, закрытом поршнем. Масса поршня равна m, его площадь равна S. Во время нагревания газ совершает работу по поднятию поршня. Выразить эту работу через давление р и изменение объема V - Vo газа, а также через постоянную R объединенного закона газового состояния. Давлением наружного воздуха пренебречь.
15809. Газ находится в вертикально расположенном цилиндре с площадью дна S = 10 см2. Поршень, закрывающий цилиндр, имеет массу m = 20 кг и может перемещаться в цилиндре без трения. Начальный объем газа V0 = 11,2 л, его температура t0 = 0 °С. Какое количество теплоты Q необходимо затратить для того, чтобы нагреть газ при этих условиях на dT = 10 К, если известно, что теплоемкость этого газа, измеренная при закрепленном в начальном положении поршне, оказалась равной Сv = 20,9 Дж/К? Давлением наружного воздуха пренебречь.
15810. Почему изотермическое расширение газа возможно только при подведении к газу некоторого количества теплоты?
15811. Некоторая масса газа, занимающий вначале объем V0 при давлении P0 и температуре Т0, расширяется один раз изобарно, другой раз изотермически до объема V. В каком из этих двух случаев газ совершит большую работу?
15812. Цилиндр с газом помещен в теплонепроницаемую оболочку. Как будет изменяться температура газа, если постепенно увеличивать объем цилиндра?
15813. М. В. Ломоносов в своих записях приводит следующие результаты опытов по поднятию жидкости в капиллярах: «...подъем жидкостей в капиллярной трубке в линиях: вода 26, спирт 18, летучий спирт соли аммония 33» (1 линия = 2,56 мм). Поверхностное натяжение воды а = 0,070 Н/м. Плотность спиртов одинакова и равна р = 0,8·103 кг/м3. Найти по этим данным отношение поверхностных натяжений указанных веществ и радиус r капилляра, которым пользовался М. В. Ломоносов.
15814. Капиллярная трубка радиусом r и высотой h соединена с широкой трубкой так, как показано на рис. . Широкая трубка постепенно заполняется каплями воды, падающими через равные промежутки времени. Поверхностное натяжение воды равно а. Построить графики изменения высот уровней воды в обеих трубках с течением времени и график изменения разности этих высот. Найти наибольшую высоту уровня воды в широкой трубке и наибольшее значение разности высот уровней.
15815. Был предложен следующий проект вечного двигателя. Берется капилляр таким радиусом r, чтобы вода в нем могла подниматься на высоту h (рис. , а). На высоте h0, меньшей h, капилляр изгибается и верхний его конец разворачивается в широкую воронку, как показано на рис. , б. Действия сил поверхностного натяжения вполне достаточно, чтобы поднять жидкость на высоту h0 и ввести ее в воронку. В широкой части воронки жидкость отрывается от верхнего края воронки и, ничем уже не удерживаемая, скатывается вниз. На пути капель, падающих обратно в сосуд, можно поставить водяное колесо и осуществить его «вечное» движение. Будет ли действовать такой двигатель? В чем ошибка приведенного рассуждения?
15816. Сказывается ли на результатах измерения плотности жидкостей ареометром действие сил поверхностного натяжения? Как изменится положение ареометра, если он находится в воде и в воду налили несколько капель эфира? Поверхностное натяжение у эфира меньше, чем у воды.
15817. Капиллярная трубка с очень тонкими стенками была прикреплена к коромыслу весов, после чего весы были уравновешены. Нижним концом капилляра прикоснулись к поверхности воды в сосуде и при этом для уравновешивания капилляра потребовался груз, масса которого m = 0,135 г. Поверхностное натяжение воды а = 0,070 Н/м. Найти радиус r капилляра.
15818. Дайте объяснение следующему опыту, произведенному М. В. Ломоносовым: «...через листовой свинец, сложенный и согнутый в виде сифона и погруженный одним концом в ртуть, ртуть удаляется из сосуда в течение 24 часов».
15819. Проволочная прямоугольная рамка с одной подвижной стороной затянута мыльной пленкой (рис. ). Длина подвижной стороны l = 6 см. Поверхностное натяжение мыльного раствора а = 0,040 Н/м. Какая сила F должна быть приложена к подвижной стороне для того, чтобы она была в равновесии? Какая работа А будет совершена, если сторона рамки переместится на расстояние s = 2 см? За счет чего будет совершаться эта работа при уменьшении поверхности пленки и какую энергию приобретет пленка за счет совершения этой работы?
15820. Легкая, незамкнутая, жесткая рамка, имеющая форму, показанную на рис. , плавает на поверхности воды. Что будет происходить с рамкой, если внутрь ее капнуть мыльным раствором? Какая сила F и в каком направлении будет действовать на рамку? Поверхностные натяжения чистой воды и мыльного раствора равны a1 и a2.
15821. Когда делают бесполезную работу, то говорят, что это все равно, что воду в решете носить. При каких условиях можно все-таки переносить воду в решете, не проливая ее по дороге? Какой максимальной высоты h слой воды можно нести в решете, если диаметр отверстий сетки решета d = 1 мм? Можно ли будет воду, налитую в решето, вылить через край решета? Поверхностное натяжение воды а = 0,070 Н/м, плотность р0 = 1·103 кг/м3.
15822. Капилляр частично опускают в смачивающую жидкость. Можно ли потерю в весе капилляра рассчитывать по закону Архимеда? Каков будет ответ для случая несмачивающей жидкости?
15823. Капилляр радиусом r опускают в смачивающую жидкость, имеющую поверхностное натяжение а и плотность р. Какова высота h поднятия жидкости в капилляре? Найти работу А, совершенную силами поверхностного натяжения, и сравните эту работу с результатами независимого подсчета потенциальной энергии, приобретенной жидкостью в капилляре. Объяснить смысл расхождения полученных результатов.
15824. Для удаления с материи парафиновых и иных жирных пятен обычно применяют проглаживание материи горячим утюгом через бумагу. Почему при этом парафин или жир впитывается в бумагу, а не расходится по материи? Какую бумагу следует брать для проглаживания - проклеенную или непроклеенную?
15825. В приборе П. А. Ребиндера поверхностное натяжение определяется по разности давлений, необходимой для образования пузырька воздуха на кончике капилляра, погруженного в исследуемую жидкость (рис. ). Рассчитать поверхностное натяжение а, если радиус капилляра r = 1 мм, разность давлений при образовании пузырька dр = 140 Па. Конец капилляра находится около самой поверхности жидкости.
15826. Радиус одного колена U-образной капиллярной трубки r1 = 1 мм, радиус другого колена r2 = 2 мм. В трубку налита ртуть, и одно из колен соединено с вакуумным насосом. Поверхностное натяжение ртути а = 0,48 Н/м. Плотность ртути р = 13,6·103 кг/м3. При какой разности давлений dр воздуха уровни ртути в обоих коленах будут находиться на одинаковой высоте? К какому колену трубки должен быть для этого присоединен насос?
15827. Длинная, открытая с обоих концов капиллярная трубка радиусом r = 1 мм наполнена водой и поставлена вертикально. Какова будет высота h столба оставшейся в капилляре воды? Толщиной стенок капилляра пренебречь. Поверхностное натяжение и плотность воды известны.
15828. Капиллярная трубка радиусом r = 0,5 мм запаяна сверху. Трубка открытым концом вертикально опускается в воду. Поверхностное натяжение воды а = 0,070 Н/м. Атмосферное давление p0 = 760 мм рт. ст. Плотность воды р = 1·103 кг/м3. Какой длины l следовало бы взять такую трубку, чтобы при этих условиях вода в ней поднялась на высоту h = 1 см?
15829. Пробирку высотой h доверху заполняют водой и опускают открытым концом в стакан с водой. При какой температуре t1 уровень воды начнет отходить от дна пробирки? Что будет происходить в пробирке при дальнейшем нагревании воды до температуры t2 = 100 °С? Действием сил поверхностного натяжения пренебречь.
15830. Температура воздуха t1 = 20 °С, точка росы t2 = 8 °С. Найти абсолютную р и относительную f влажности воздуха, если давление насыщенного водяного пара равно р1 = 17,54 мм рт. ст. при температуре t1 и p2 = 8,05 мм рт. ст. при температуре t2.
15831. При каких условиях при росте абсолютной влажности атмосферного воздуха может происходить уменьшение относительной влажности?
15832. В двух сосудах находится воздух, насыщенный водяным паром: в одном - при температуре t1 = 20 °С, в другом - при температуре t2 = 10 °С. Определить массу росы, выделившейся при смешении этих порций воздуха, если объемы сосудов одинаковы и равны V = 1 м3. Считать, что давление насыщенного водяного пара меняется в выбранном интервале пропорционально температуре и равно p1 = 9 мм рт. ст. при t1 = 10 °С и р2 = 17 мм рт. ст. при t2 = 20 °С. Потерями энергии за счет теплообмена со стенками сосуда во время смешения пренебречь.
15833. В сосуде заключен воздух, имеющий температуру t1 = 10°С и относительную влажность f1 = 60 %. Плотность насыщенного водяного пара при температуре t1 = 10°С равна р1 = 9,43 г/м3. Какой будет относительная влажность f2 этого воздуха, если его нагреть до температуры t2 = 100°С и уменьшить при этом его объем в три раза?
15834. Какая масса m росы выпадет при уменьшении объема воздуха в четыре раза, если начальный объем воздуха V = 1 м3, температура t = 20°С и относительная влажность f = 50 %. Температура все время постоянна, плотность насыщенного водяного пара р0 = 17,28·10-3 кг/м3.
15835. Какое число N элементарных зарядов содержит одна единица заряда в системе СИ? Элементарный заряд е = 1,60·10-19 Кл.
15836. Расстояние электрона от ядра атома водорода r = 1·10-10 м. Модуль заряда электрона е = 1,60·10-19 Кл. Найти силу электростатического взаимодействия электрона с ядром в атоме водорода.
15837. Электрон, имеющий заряд е и массу m, обращается по орбите радиусом r вокруг ядра с зарядом Ze. Найти скорость v движения электрона по этой орбите. Провести численный расчет для атома водорода.
15838. Два положительных точечных заряда 4q и q закреплены на расстоянии а друг от друга. Где нужно расположить заряд q0, чтобы он находился в равновесии? При каких условиях равновесие заряда q0 будет устойчивым и неустойчивым?
15839. Два положительных точечных заряда 4q и q закреплены на расстоянии а друг от друга. Какой заряд q0 и где нужно его расположить, чтобы вся система находилась в равновесии?
15840. Отрицательный точечный заряд 2q и положительный точечный заряд q закреплены на расстоянии а друг от друга. Где на линии, соединяющей заряды 2q и q, следует поместить положительный заряд q0 (рис. ), чтобы он находился в равновесии? Определить характер равновесия заряда q0 относительно продольных перемещений. Построить график зависимости силы F, действующей на заряд q0, от расстояния r между ним и зарядом q.
15841. Два одинаковых металлических шарика массой m = 10 г каждый расположены на расстоянии r друг от друга, значительно большем радиуса шариков. Какой заряд q необходимо поместить на эти шарики, чтобы сила их взаимодействия уравновешивала силу всемирного тяготения, действующую между ними?
15842. Два одинаковых металлических шарика, имеющих положительные заряды q1 = 5 нКл и q2 = 2 нКл, расположены на расстоянии r = 30 см друг от друга, значительно большем радиуса шариков. Изменится ли сила взаимодействия шариков после того, как они будут на короткое время соединены проволочкой? Какими зарядами q,1 и q,2 будут обладать шарики после этого?
15843. Два одинаковых разноименно заряженных шарика расположены на расстоянии r = 2 см друг от друга, значительно большем радиуса шариков. Шарики притягиваются с силой F = 40 мкН. После того как шарики соединили проволочкой и убрали ее, они стали отталкиваться с силой F, = 22,5 мкН. Найти первоначальные заряды q1 и q2 шариков.
15844. На нити длиной l = 10 см подвешен маленький пробковый шарик массой m = 0,58 г. На расстоянии l = 10 см от точки подвеса и на расстоянии l/2 от нити закреплен второй такой же шарик (рис. ). Какие одинаковые одноименные заряды q нужно поместить на шарики, чтобы нить отклонилась на угол а = 30°?
15845. На длинных нитях, закрепленных в одной точке, висят два одинаковых маленьких одноименно заряженных шарика. Заряды и массы шариков таковы, что шарики находятся в равновесии, когда они расположены на расстоянии а = 10 см друг от друга (длина нитей I >> а). Один из шариков разрядили. Как будут вести себя шарики после этого? При каком расстоянии b между шариками установится новое равновесие?
15846. Электрометр Г. В. Рихмана состоял из металлической вертикальной линейки, к верхней точке которой была прикреплена льняная нить, отклонявшаяся от линейки под действием электрического заряда (рис. ). Показания прибора отсчитывались по разделенному на градусы квадранту. Длина и масса нити равны соответственно I и m. При каком заряде q нить такого электрометра отклонится на угол а? Расчет проведите при допущениях, что заряд электрометра поровну распределяется между линейкой и нитью и что заряды сосредоточиваются на нити в точке А и на линейке в точке В.
15847. Два одинаковых положительных точечных заряда, каждый из которых равен q = 3,4 нКл, находятся на расстоянии r = 17 см друг от друга. С какой силой F и по какому направлению будут действовать эти заряды на положительный заряд q0 = 1 нКл, находящийся от каждого из них на расстоянии r = 17 см? Найти модуль и направление этой силы, если первые два заряда разноименные.
15848. Четыре одинаковых точечных положительных заряда, каждый из которых равен q, находятся в вершинах квадрата со стороной а. Какой отрицательный заряд, равный по модулю q0, нужно поместить в центре квадрата, чтобы система находилась в равновесии? Будет ли равновесие устойчивым?
15849. Найти напряженность Е электрического поля, создаваемого точечным зарядом q = 1 нКл на расстоянии r = 1 м от заряда.
15850. Два одинаковых точечных одноименных заряда, каждый из которых равен q = 2 нКл, находятся на расстоянии 2а = 1 м друг от друга. Найти напряженность Е в точке А, находящейся на середине расстояния между зарядами, и потенциал ф этой точки.
15851. На проволочное металлическое кольцо радиусом R помещен заряд q. Найти напряженность Е поля, создаваемого этим зарядом: а) в центре кольца О (рис. ); б) в точке А, лежащей на оси кольца на расстоянии R от центра О.
15852. Маленьким металлическим шариком прикасаются поочередно к точкам А,В и С заряженного тела, изображенного на рис. . После каждого соприкосновения приближенно определяют заряд шарика, прикасаясь шариком к электроскопу. Будут ли листочки электроскопа в каждом случае расходиться на один и тот же угол?
15853. В однородное электрическое поле плоского конденсатора помещают хорошо проводящий незаряженный шар. Какие изменения в форме и расположении линий напряженности поля произойдут после внесения шара и какие причины вызывают искажения поля? Нарисовать картину расположения эквипотенциальных поверхностей. Где и какие индуцированные заряды появятся на шаре?
15854. Внутрь полой проводящей незаряженной сферы помещен положительно заряженный шарик. Где существует электрическое поле? Какие заряды появятся на поверхности сферы? Изменится ли электрическое поле при перемещении шарика внутри сферы? Изменится ли электрическое поле, если шарик останется неподвижным, а снаружи к сфере поднести заряженное тело?
15855. Внутрь полой проводящей незаряженной сферы помещен шарик с зарядом q, после чего сферу на короткое время соединяют с землей и затем шарик удаляют из сферы. Шарик со сферой не соприкасается. Какой заряд имеет сфера после этого? Как распределен этот заряд? Где и какое существует электрическое поле?
15856. Между двумя разноименными, равными по модулю точечными зарядами перпендикулярно к линии, их соединяющей, помещают две достаточно большие, плотно прилегающие друг к другу металлические пластины (рис. ). Что произойдет с пластинами, если их оставить свободными? Как изменится электрическое поле при этом? Нарисовать картину распределения линий напряженности измененного поля.
15857. Между двумя разноименными, равными по модулю точечными зарядами перпендикулярно к линии, их соединяющей, помещают две достаточно большие, не прикасающиеся друг к другу металлические пластины (рис. ). Нарисуйте картину распределения линий напряженности электрического поля после раздвигания пластин. Каков характер распределения индуцированных зарядов на них?
15858. В плоский конденсатор помещают на равных расстояниях две параллельные металлические пластины 2 и 3 так, как показано на рис.. На пластины конденсатора 1 и 4 подана разность потенциалов U. а) Каков потенциал каждой из четырех пластин? б) Как изменятся потенциалы пластин и напряженности полей во всех трех промежутках, если пластины 2 и 3 на короткое время замкнуть проволокой? Что произойдет при этом с зарядами на пластинах 1 и 4? в) Имеют ли пластины 2 и 3 заряды до и после замыкания?
15859. Шарик массой m = 10 г имеет заряд q = 5 нКл. С каким ускорением а он движется под действием однородного электрического поля напряженностью Е = 30 кВ/м?
15860. Управляющие пластины в электронно-лучевой трубке образуют плоский конденсатор. Расстояние между пластинами d = 10 мм, длина стороны пластины l = 5 см. На пластины подана разность потенциалов V = 50 В. На расстоянии d/2 = 5 мм от пластин в конденсатор влетает параллельно пластинам электрон со скоростью v = 2·107 м/с. Какова будет форма траектории электрона внутри конденсатора? На какое расстояние h от первоначального направления сместится электрон к моменту вылета из конденсатора?
15861. Между горизонтальными пластинами заряженного плоского конденсатора находится пылинка, имеющая массу m = 10-12 кг и заряд q = 9,8·10-17 Кл. Какова напряженность Е поля в конденсаторе, если сила тяжести, действующая на пылинку, уравновешена силой, действующей на заряд пылинки со стороны электрического поля?
15862. Маленький металлический шарик массой m подвешен на нити длиной I между горизонтальными пластинами плоского конденсатора (рис. ). Как изменится период Т колебаний шарика, если на шарик поместить положительный заряд q, а верхнюю пластину конденсатора зарядить: а) положительно; б) отрицательно?
15863. Маленький металлический шарик массой m = 1г подвешен на нити между горизонтальными пластинами плоского конденсатора (рис. ). Период колебаний в отсутствии зарядов на пластинах конденсатора T0 = 0,628с. После того как конденсатор и шарик были заряжены, период колебаний стал равным T = 0,314с. Какова длина нити, на которой подвешен шарик? С какой силой F действовало поле конденсатора на шарик? Каков будет период колебаний, если изменить знак заряда шарика на противоположный.
15864. Маленький металлический шарик подвешен на длинной нити между вертикальными пластинами плоского конденсатора (рис. ). Маятник совершает колебания в плоскости, перпендикулярной к пластинам. Как изменится характер колебаний этого маятника, если шарик и пластины конденсатора зарядить?
15865. Каков заряд q Земли, если напряженность электрического поля у поверхности Земли Е = 130 В/м? Считать Землю шаром, имеющим радиус R = 6400 км.
15866. Напряженность электрического поля в плоском конденсаторе Е = 60 кВ/м. Расстояние между пластинами конденсатора d = 5 см. Электрон летит вдоль линии напряженности от одной пластины конденсатора к другой. Начальная скорость электрона v0 = 0. Какую скорость v приобретает электрон на этом пути за счет работы сил электрического поля?
15867. Напряженность электрического поля в плоском конденсаторе Е = 60 кВ/м. Разность потенциалов между пластинами конденсатора V = 3 кВ. Каково расстояние d между пластинами конденсатора?
15868. Радиус заряженной металлической сферы R = 10 см. Потенциал сферы ф = 300 В. С какой плотностью распределен заряд по поверхности сферы?
15869. Два одноименных точечных заряда находятся на некотором расстоянии друг от друга, причем q1 = q2 = 5 нКл. Найти потенциал ф точки, лежащей на расстоянии r1 = r2 = 10 см от каждого из зарядов.
15870. В электрическом поле потенциалы точек В и С равны соответственно фв = 0,3 кВ и фс = 1,2 кВ. Какую работу А необходимо совершить для того, чтобы положительный заряд q = 30 нКл переместить из точки В в точку С?
15871. Два одинаковых металлических шарика радиусом R = 2,5 см каждый находятся на расстоянии r = 1 м друг от друга и имеют потенциалы ф = +1,2 кВ и ф2 = -1,2 кВ. Каковы заряды q1 и q2 этих шариков?
15872. Две металлические концентрические сферы имеют радиусы R1 и R2. На внутренней сфере находится заряд q1 на внешней - заряд q2. Найти напряженность Е и потенциал ф поля вне сфер, а также внутри малой и большой сфер.
15873. По поверхности двух концентрических проводящих сфер радиусами R1 = 5 см и R2 = 10 см равномерно (с одинаковой поверхностной плотностью s) распределен некоторый заряд. Найти заряд q, если для переноса положительного заряда q0 = 1 Кл из бесконечности в центр сфер требуется совершить работу А = 3 кДж.
15874. Расстояние между пластинами заряженного и отключенного от источника тока плоского конденсатора d = 5 см. Напряженность поля в нем Е = 30 кВ/м. В конденсатор параллельно его пластинам вводят незаряженную металлическую пластину толщиной b = 1 см (рис. ). Найти разность потенциалов V между пластинами конденсатора до и после введения металлической пластины.
15875. Маленький металлический шарик соединяют проволочкой с электроскопом и обводят по всему контуру заряженного тела, изображенного на рисунке. Будут ли в этом случае меняться показания электроскопа при переходе от точки A к точкам B и C?
15876. Дана картина расположения эквипотенциальных поверхностей некоторого поля (рис. ). Известно также, что потенциал ф1 > ф2. Восстановите по этой картине примерную картину распределения линий напряженности этого поля, укажите их направление. В какой области напряженность поля больше?
15877. Напряженность электрического поля внутри конденсатора равна Е. Найти работу перемещения заряда q по замкнутому прямоугольному контуру MNKL (рис. ).
15878. Доказать, что невозможно создать такое электрическое поле, в котором все линии напряженности были бы параллельны друг другу и плотность распределения их непрерывно увеличивалась бы в направлении, перпендикулярном к линиям напряженности поля (рис. ).
15879. Доказать, что если на некотором участке поля линии напряженности имеют форму дуг концентрических окружностей с центром в точке О (рис. ), то напряженность поля на этом участке должна быть в каждой точке обратно пропорциональна ее расстоянию от точки О.
15880. Металлический заряженный шар окружен толстым сферическим слоем диэлектрика. Нарисовать картину распределения линий напряженности электрического поля внутри и вне диэлектрика. Каковы причины изменения электрического поля на границе диэлектрика?
15881. Металлический заряженный шар радиусом R = 5 см окружен сферическим слоем диэлектрика толщиной d = 5 см. Диэлектрическая проницаемость слоя е = 3. Заряд шара q = 3,6 нКл. Найти напряженность Е поля в точках, лежащих на расстояниях r1 = 6 см и r2 = 12 см от центра шара.
15882. Уменьшение напряженности электрического поля при погружении заряженного тела в диэлектрик можно объяснить появлением поляризационных зарядов, возникающих в диэлектрике у поверхности заряженного тела и экранирующих своим полем действие зарядов тела. Металлический шар радиусом R, имеющий заряд q, находится внутри диэлектрика с диэлектрической проницаемостью е. Определить модуль и знак поляризационного заряда q, и плотность s, его распределения.
15883. На длинных нитях, закрепленных в одной точке, висят два одинаковых маленьких одноименно заряженных шарика. Заряды и массы шариков таковы, что шарики находятся в равновесии, когда они расположены на расстоянии a друг от друга (длина нитей l >> a). Шарики поместили в масло. Плотность p материала шариков больше плотности масла p0. Диэлектрическая проницаемость масла равна e. Найти расстояние b между шариками после погружения их в масло.
15884. Плоский конденсатор помещен в стеклянный сосуд и подключен к источнику тока с ЭДС e = 12 В (рис. ). Ключ в цепи замкнут. Площадь пластин конденсатора S = 100 см2, расстояние между ними d = 1 мм. Найти заряды на пластинах конденсатора в случае, если банка заливается доверху маслом с диэлектрической проницаемостью е = 2,2: а) до размыкания ключа; б) после размыкания ключа. Как будет меняться при этом напряженность электрического поля в конденсаторе?
15885. Два небольших заряженных тела взаимодействуют в воздухе с силой F1. Какова будет сила взаимодействия этих тел после помещения их в диэлектрик с диэлектрической проницаемостью е, если их потенциалы поддерживаются постоянными?
15886. Два заряженных шара, расположенных на достаточно большом постоянном расстоянии друг от друга, помещаются последовательно в ряд диэлектриков с возрастающими диэлектрическими проницаемостями. При этом в одной серии опытов поддерживается все время постоянным заряд шаров, в другой - остается постоянным их потенциал. Как в этих случаях будет изменяться сила взаимодействия шаров с ростом диэлектрической проницаемости?