СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ОБЩЕЙ ФИЗИКЕ 1 страница

Вариант 2

• 5.2.1. На некотором расстоянии друг от друга в точках О и Внаходятся два одинаковых по мо­дулю точечных заряда. На рисунке показано рас­пределение напряженности электростатического поля между зарядами Е(г). Определите знаки за­рядов.

• 5.2.2. Отрицательный заряд q₁=-5qи положительный q₂ = +2qза­креплены на расстоянии r друг от друга. Где на линии, соединяющей заряды, следует поместить положительный заряд Q, чтобы он нахо­дился в равновесии.

• 5.2.3. Параллельно бесконечной плоскости, заряженной с поверхностной плотностью заряда σ= 4,0 мкКл/м², расположена бесконечно длинная прямая нить, заряженная с линейной плотностью заряда τ = 100 нКл/м². Определите силу F, действующую со стороны плоскости на отрезок нити, длиной L = 1,0 м.

• 5.2.4. На рисунке показано распределение на­пряженности электростатического поля Е_х(х), созданного двумя параллельными заряженными бесконечными пластинами, вдоль направления х. Как различаются поверхностные плотности за­рядов σ₁ и σ₂ на этих пластинах по знаку и по модулю?

• 5.2.5. Точечный заряд q= 1,0·10 ⁶Кл помещен в центр куба с ребром а = 0,5 м. Чему равен поток вектора напряженности через каждую грань куба?

• 5.2.6. По тонкому кольцу радиусом г = 8,0 см равномерно распределен заряд с линейной плот­ностью τ= 10 нКл/м. Используя принцип супер­позиции, определите напряженность электростатического поля Ев точке О, равноудаленной от всех точек кольца на расстояние l = 10 см.

• 5.2.7. Бесконечная плоскость равномерно заря­жена с поверхностной плотностью заряда +σ. Справа от плоскости и параллельно ей располо­жен бесконечно большой слой заряда толщиной d, равномерно заряженный с объемной плотно­стью заряда +ρ. Все заряды неподвижны. Ис­пользуя теорему Гаусса и учитывая симметрию поля слоя заряда относительно плоскости mn, найдите напряженность поля Ена расстоянии d/2 от плоскости.

Вариант 3

• 5.3.1. На некотором расстоянии друг от друга в точках О и Внаходятся два одинаковых по мо­дулю точечных заряда. На рисунке показано рас­пределение напряженности электростатического поля между зарядами Е(г).Определите знаки за­рядов.

• 5.3.2. Расстояние между двумя точечными зарядами q₁ = 7 · 10^-9Кл и q₂ = -14 · 10^-9Кл равно 5,0 см. Найдите напряженность электростатиче­ского поля в точке, находящейся на расстоянии 3.0 см от положитель­ного заряда и 4,0 см от отрицательного.

• 5.3.3. С какой силой, приходящейся на единицу площади, отталкиваются две одноименно заряженные бесконечно протяженные плоскости с одинаковой поверхностной плотностью заряда σ= - 2,0 мкКл/м²?

• 5.3.4. На рисунке показано распределение напряженности электростатического поля Е_х(х), созданного двумя параллельными заряженными бесконечными пластинами, вдоль направления х. Как различаются поверхностные плотности зарядов σ₁и σ₂ на этих пластинах по знаку и по модулю?

• 5.3.5. Сравните входящий и выходящий потоки вектора напряженности Е однородного электро­статического поля через замкнутую поверхность прямой трехгранной призмы. Передняя грань призмы перпендикулярна Е и имеет размеры h x h, а нижняя - параллельна Е.

5.3.6. По поверхности диска радиусом R = 1,0 см равномерно распре­делен заряд q= 1,0·10^-9Кл. Используя принцип суперпозиции, найдите напряженность электростатического поля Е в точке, расположенной на перпендикуляре к диску на расстоянии h = 1.0 см от его центра.

• 5.3.7. Лист стекла толщиной d с диэлектрической проницаемостью е равномерно заряжен с объем­ной плотностью заряда +ρ. Используя теорему Гаусса и учитывая симметрию поля слоя отно­сительно плоскости MN, определите напряжен­ность Е и электрическое смещение D в точках А, В, С. Постройте графики зависимости Е(х) и D(x), где х – расстояние от точки О.

5.4. Вариант 4

• 5.4.1. На некотором расстоянии друг от друга в точках О к Внаходятся два одинаковых по мо­дулю точечных заряда. На рисунке показано распределение напряженности электростатического поля Е(r) между зарядами. Определите знаки за­рядов.

• 5.4.2. В вершинах квадрата со стороной а находятся одинаковые заряды +q. Какой заряд Q необходимо поместить в центре квадрата, чтобы вся система зарядов находилась в равновесии?

• 5.4.3. Бесконечная прямая нить, равномерно за­ряженная с линейной плотностью заряда τ₁=+3,0·10^-7Кл/м², и отрезок нити длиной l = 20 см, равномерно заряженный с линейной плотностью заряда τ=+2,0·10^-7Кл/м². расположены в од­ной плоскости перпендикулярно друг другу на расстоянии r_о = 10 см. Определите силу взаимо­действия между ними.

• 5.4.4 На рисунке показано распределение на­пряженности электростатического поля Е_r(х), созданного двумя параллельными заряженными х бесконечными пластинами, вдоль направления.г. Как различаются поверхностные плотности за­рядов σ₁ и σ₂ на этих пластинах по знаку и по модулю?

• 5.4.7. По поверхности длинной металлической трубки радиусом R = 4,0-10ˉ²м равномерно распределен заряд. Напряженность электростатического поля Е на расстоянии а = 0,10 м от оси трубки равна 100 В/м. Используя теорему Гаусса, найдите линейную и поверхност­ную плотность заряда трубки. Постройте график зависимости Е{r), где r - расстояние от оси трубки.

Вариант 5

• 5.5.2. В вершинах равностороннего треуголь-

ника со стороной а = 0,2 м помешены заряды |q| = 2,0-10ˉ⁹Кл. Найдите напряженность элек­тростатического поля в точке В. расположенной на середине стороны треугольника.

•

•5.5.4. На рисунке показано распределение напряженности электростатического поля Е_х(х), созданного двумя параллельными заряженными бесконечными пластинами, вдоль направления х. Как различаются поверхностные плотности за­рядов σ₁и σ₂на этих пластинах по знаку и по модулю?

• 5.5.5. Прямоугольная плоская площадка со сторонами а = 3,0 см и
b = 2,0 см находится на расстоянии r = 1,0 м от точечного заряда
q = 10 мкКл. Площадка ориентирована так, что линии напряженности
составляют угол α = 30° с ее поверхностью. Найдите поток вектора
напряженности Е через эту площадку.

• 5.5.6. Заряд q = 10 нКл равномерно распределен по дуге окружности,
радиус которой R = 1,0 см. а угол раствора α= 2π/3.Используя принцип
суперпозиции, определите напряженность электростатического поля Е в центре кривизны дуги.

• 5.5.7. Металлическому шару сообщен заряд q=-3,3•10ˉ⁸Кл. На­пряженность поля в точке, удаленной на расстояние α=10•10ˉ²м
от поверхности шара, равна 1,2 • 10ˉ⁵В/м. Используя теорему Гаусса,
определите радиус шара и построите график зависимости Е(r). где r -
расстояние от центра шара.

Вариант 6

• 5.6.4. На рисунке показано распределение на­пряженности электростатического поля Е_х(х), созданного двумя параллельными заряженными х бесконечными пластинами, вдоль направления х. Как различаются поверхностные плотности за­рядов σ1 и σ2на этих пластинах по знаку и по модулю?

• 5.6.5. Плоская квадратная рамка со стороной а = 10 см находится на не­котором расстоянии от бесконечной равномерно заряженной плоскости с поверхностной плотностью заряда σ = +1,0 мкКл/м². Поверхность рамки составляет угол β = 30° с линиями напряженности поля, создан­ного плоскостью. Найдите поток вектора электрического смещения Ф D через плоскость рамки.

Вариант 7

• 5.7.1. Как будет вести себя диполь в каждом из электростатических полей, изображенных на рисунках а, б, в?

• 5.7.2. Определите напряженность электростатического поля в центре
шестиугольника со стороной а, в вершинах которого расположены:
а) равные заряды одного знака; б) заряды равные по модулю, но че­редующиеся по знаку.

• 5.7.3. Пластины плоского конденсатора площадью 1.0-10ˉ²м² каждая
притягиваются с силой 1,2. 10ˉ²Н. Пространство между пластинами
заполнено диэлектриком с ε = 2,0. Определите: а) модуль вектора элек­трического смещения |D|; б) заряд каждой пластины.

5.7.4. На рисунке показано распределение на-пряженности электростатического поля Е_х(х), созданного двумя параллельными заряженными бесконечными пластинами, вдоль направления х. Как различаются поверхностные плотности за­рядов σ₁и σ₂ на этих пластинах по знаку и по
модулю?

•

•

5.8. Вариант 8

5.8.1. Как будет вести себя незаряженный шар в каждом из электроста­тических полей, изображенных на рисунках а, б, в?

• 5.8.2. Два равных по величине заряда |q₁| = |q₂| = 3,0·10ˉ⁹ Кл рас­
положены в вершинах острых углов равнобедренного прямоугольного
треугольника на расстоянии l = 2,0 см. Определите, с какой силой оба
заряда действуют на третий заряд q₃ = +1,0·10ˉ⁹ Кл, находящийся в
вершине прямого угла треугольника. Рассмотрите случаи, когда пер­
вые два заряда: а) одноименные; б) разноименные. Ответ поясните рисунками.

• 5.8.3. Три тонкие металлические пластины, расположенные параллельно друг другу, имеют заряды q, 2 q и - 3q. Расстояние между пластинами равно d, площадь каждой S. Определите силу, действующую на среднюю пластину, если d много меньше линейных размеров пластин.

• 5.8.5. В центре сферы радиусом R = 20 см находится точечный за­
ряд Q = 10 нКл. Определите поток вектора напряженности электро­статического поля Ф_е через часть сферической поверхности площадью
S = 20 см².

• 5.8.6. На тонкой пластинке, имеющей форму кольца с внутренним ра­диусом r и внешним R, равномерно распределен заряд q. Используя
принцип суперпозиции, найдите зависимость напряженности электростатического поля Е(х) вдоль оси кольца, где х - расстояние от центра
кольца. Постройте график зависимости Е(х). Анализируя зависимость
Е(х), получите выражение для напряженности поля в случаях, когда
а) r = 0 (диск); б) r ≈ R (кольцо).

• 5.8.7. Две длинные тонкостенные коаксиальные трубки радиусами R₁ =
2,0 см и R₂ = 4,0см равномерно заряжены с линейными плотностями зарядов соответственно r₁ = +1,0 нКл/м и r₂ = -0,5 нКл/м. В пространстве между трубками - воздух. Определите напряженность электростатического поля в точках, находящихся на расстояниях 1,0 см, 3,0 см и 5,0 см от оси. Постройте график зависимости Е_г(r),где r - расстояние от оси трубок.

Вариант 9

• 5.9.1. Между точечным зарядом +Q и бесконеч­ной пластиной, равномерно заряженной с поверх­ностной плотностью заряда - σ, находится ди­поль. В каком направлении он будет двигаться?

• 5.9.2. Три одинаковых положительных заряда величиной q каждый рас­
положены в вершинах равностороннего треугольника со стороной а.
Какой отрицательный заряд Q надо поместить в центре треугольника,
чтобы система из четырех зарядов находилась в равновесии?

• 5.9.3. Электростатическое поле образовано положительно заряженной
бесконечно длинной нитью. Протон, двигаясь под действием этого поля
от точки, находящейся на расстоянии х1 = 1,0 см от нити, до точки
x 2= 4,0 см, изменил свою скорость от 2,0-10⁵ до 3,0·10⁶м/с. Найдите
линейную плотность заряда нити т. Масса протона m = 6,67·10ˉ²⁷кг.

•

•5.10. Вариант 10

•5.10.1. На рисунках а,) б), в) показаны линии напряженности элек­тростатических полей. Сравните величины напряженности в точках 1, 2, 3.

•

• 5.10.4. На рисунке показано распределение напряженности электростатического поля Е_х(х),
созданного двумя параллельными заряженными
бесконечными пластинами, вдоль направления х.
Как различаются поверхностные плотности за­
рядов σ1 и σ2 на этих пластинах по знаку и по
модулю?

5.10.5. Равномерно заряженную плоскость с поверхностной плотностью заряда а = +10 нКл/м² пересекает сфера, центр которой лежит на плос­кости. Поток вектора напряженности поля Е через сферу Ф E = 3,2 Вм. Определите радиус сферы.

5.11. Вариант 11

•

• 5.11.2. В вершинах шестиугольника со стороной а = 10 см расположены
точечные заряды q, 2q, 3q, 4q, 5q, 6q (q= 0,10 мкКл). Найдите силу,
действующую на точечный заряд q, лежащий в плоскости шестиугольника и равноудаленный от его вершин.

• 5.11.3. Два взаимно перпендикулярных бесконечных провода, равно­
мерно заряженных с линейными плотностями заряда r₁и r₂, находятся
на расстоянии а друг от друга. Как зависит сила взаимодействия
проводников от расстояния между ними?

• 5.11.5. Бесконечно длинный цилиндр радиусом R = 0,10 м равномерно
заряжен с поверхностной плотностью заряда а = + 1,0 • 10^-10Кл/м².
Определите поток вектора напряженности Е через коаксиальную цилиндрическую поверхность единичной длины, если радиус этой цилиндрической поверхности: а) r < R; б) r > R.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: