Основы электродинамики 

Решебник к сборнику задач по физике Н. А. Парфентьева

454. Два одинаковых по знаку заряда qx и д2, расположенные на некотором расстоянии друг от друга, будут находиться в равновесии, если между ними поместить заряд, делящий отрезок, соединяющий заряды qx и q2, в отношении 1Х: 12 = 1:3. Определите отношение зарядов.

459. Три одинаковых небольших шарика находятся в углах равностороннего треугольника и соединены нерастянутыми пружинами длиной 20 см (рис. 102). Каждому шарику сообщается одноименный заряд 2 • 10-< Кл, при этом пружины растягиваются на 0,5 см. Определите жесткости пружин.

460. Два шарика, массой 10 г каждый, соединены длинной (L) и короткой (0 нитями, при этом L = 21. Заряд каждого шарика 5 • 10 7 Кл. Систему начинают поднимать за середину длинной нити (рис. 103) вверх с ускорением а = g. Определите натяжение короткой нити, если ее длина 10 см.

466. В горизонтальном электрическом поле с напряженностью 2,83 * 105 В/м на нити висит маленький шарик массой 5 г. Шарику сообщили заряд, равный 10″7 Кл. Определите угол, на который нить отклонилась от вертикали.

469. После включения на некоторое время электрического поля вектор скорости частицы v0 повернулся на угол ф = 60°, а числовое значение скорости увеличилось вдвое. На какой угол а повернулся бы вектор скорости, если бы заряд частицы был вдвое больше?

476. Проводящая сфера, заряд которой 4 • 10“7 Кл, окружена проводящей оболочкой, несущей заряд -4 • 10’7 Кл. Радиус сферы 4 см, внутренний и внешний радиусы оболочки 8 и 10 см. Определите напряженность электрического поля в точках А, В, С , если гл = 2 см, гв= 5 см, гс= 9 см, rD = 12 см.

486. Частица массой 10 15 кг, несущая заряд 10“п Кл, движется в электрическом поле. В точке поля, потенциал которой равен 10 В, частица имеет скорость 100 м/с. Определите потенциал точки, в которой скорость частицы становится равной 200 м/с.

490. Поток электронов, ускоренных разностью потенциалов 1200 В, влетает в пространство между двумя параллельными пластинами длиной 5 см (рис. 112). Определите разность потенциалов между пластинами, если из пространства между ними вылетает половина электронов. Расстояние между пластинами 0,5 см.

493. Определите напряженность однородного электрического поля, если разность потенциалов между точками А и В равна 8 В (рис. 113). Длина отрезка АВ 10 см, и он расположен под углом 60° к силовым линиям поля.

504. От отрицательно заряженной пластины конденсатора отлетает электрон, ускоряется и оседает на положительно заряженной пластине. Определите импульс силы, подействовавшей на пластину при попадании на нее электрона. Электроемкость конденсатора 100 пФ. Заряд конденсатора 10*7 Кл. Начальная скорость электрона равна нулю.

528. Определите сопротивление между точками А и Б в схемах, изображенных на рисунке 121, а б. Сопротивления проводников Ri = 2 Ом, R2 = 1 Ом.

534. Определите силу тока в кипятильнике, если, подключенный к напряжению 12 В, он нагревает стакан воды от 20 до 100 °С за 5 мин. На нагрев воды расходуется 60% энергии. Масса воды в стакане 200 г.

543. Определите заряд на обкладках конденсатора емкостью С = 1 мкФ в схеме, показанной на рисунке 127. ЭДС источника % — 4 В, внутреннее сопротивление источника г = 2 Ом, внешнее сопротивление R = 14 Ом.

558. Во внешней нагрузке, подключенной к аккумуляторной батарее, выделяется мощность 1 Вт. Чему равен КПД источника в этом случае, если при подключении той же нагрузки к двум таким же батареям, соединенным последовательно, мощность, выделяемая на нагрузке, равна 1,44 Вт?

561. По медному проводнику диаметром 3,2 мм идет ток. Сила тока 5 А. Определите: 1) скорость направленного движения электронов; 2) среднюю квадратичную скорость теплового движения, считая электронный газ идеальным газом. Температура проводника 20 °С. Концентрация свободных электронов 1,08 ■ 1026 м‘3.

568. Концентрация свободных электронов в кремнии при температуре 20 °С равна 3 • 1017 м»3. Какую часть от общего числа электронов составляют электроны проводимости? Плотность кремния 2,4 * 103 кг/м3.

580. Сколько электроэнергии нужно затратить, чтобы из воды получить 2,5 л водорода при давлении 1 атм и температуре 25 °С? Электролиз ведется при напряжении 5 В, КПД установки 75%.

584. Определите силу тока насыщения при несамостоятельном разряде, если ионизатор ежесекундно образует 109 пар одновалентных ионов в 1 см3. Площадь электродов 100 см2, расстояние между ними 5 см.