Фізика і астрономія. Рівень стандарту. 11 клас. Сиротюк

Задачі та вправи

Рівень А

1.1. Чому лінії напруженості електричного поля не перетинаються?

1.2. Зобразіть картину ліній напруженості електричного поля між двома зарядами у випадках: a) q і -q; б) q і q; в) q і 2q.

1.3. Заряд 0,1 мкКл перебуває в електричному полі в точці напруженістю 5 Н/Кл. Яка сила діє на цей заряд?

1.4. У деякій точці поля на заряд 2 нКл діє сила 0,4 мкН. Визначте напруженість поля в цій точці.

1.5. Яке значення точкового заряду, на який однорідне електричне поле напруженістю 600 кН/Кл діє із силою 0,3 мН?

1.6. На якій відстані від заряду 1 · 10-8 Кл напруженість поля дорівнює 300 Н/Кл?

1.7. Ємність конденсатора дорівнює 40 пФ. Виразіть цю ємність у фарадах та мікрофарадах.

1.8. Відокремленому провіднику надали заряд 1 · 10-9 Кл, зарядивши його до потенціалу 100 В. Визначте електроємність провідника у фарадах, мікрофарадах і пікофарадах.

1.9. На конденсаторі написано: 100 пФ; 300 В. Чи можна використати цей конденсатор для накопичення заряду 50 нКл?

1.10. До якої напруги зарядили конденсатор ємністю 20 мкФ, якщо він отримав заряд 4 мКл?

1.11. Найбільша ємність шкільної демонстраційної батареї конденсаторів — 58 мкФ. Який заряд вона накопичить, якщо її приєднати до полюсів джерела струму напругою 50 В?

1.12. Як зміниться електроємність шкільного розсувного конденсатора, якщо збільшити відстань між його пластинами?

1.13. Площа пластин слюдяного конденсатора 15 см2, а відстань між пластинами — 0,02 см. Яку ємність має конденсатор?

1.14. Пластини конденсатора мають площу по 10 см2. Яка товщина діелектрика (слюди) між ними, коли ємність конденсатора становить 500 пФ?

1.15. Визначте енергію конденсатора, якщо його ємність 0,25 мкФ, а різниця потенціалів між пластинами 400 В. Який заряд має конденсатор?

1.16. Ємність конденсатора 6 мкФ, а заряд 3 · 10-4 Кл. Визначте енергію електричного поля конденсатора.

1.17. Заряд конденсатора 3,2 · 10-3 Кл, напруга на обкладках 500 В. Визначте енергію електричного поля конденсатора.

Рівень Б

1.18. Визначте напруженість електричного поля в точці, віддаленій на відстань 10 см від точкового заряду, якщо в точці, віддаленій від нього на 5 см, напруженість дорівнює 40 В/м.

1.19. Відстань між двома точковими зарядами +1 · 10-7 і -5 · 10-8 Кл дорівнює 10 см. Яка напруженість поля, створеного цими зарядами, у точці, що міститься посередині між ними?

1.20. Два однакові точкові заряди по 3 нКл розміщені на відстані 6 см один від одного. Визначте напруженість поля в точці, що перебуває на відстані 5 см від кожного із зарядів.

1.21. Напруженість поля між двома горизонтально розміщеними пластинами дорівнює 6 · 103 Н/Кл. У полі цих пластин зависла заряджена порошинка масою 3 · 10-8 г. Який заряд порошинки?

1.22. Наблизьте палець до кульки зарядженого електроскопа. Листочки зійдуться. Заберіть палець — і листочки знову розійдуться. Як пояснити це явище?

1.23. Конденсатор невідомої ємності С зарядили до напруги 100 В. Потім його з’єднали паралельно з незарядженим конденсатором ємністю 5 мкФ. При цьому напруга на першому конденсаторі зменшилася на 25 В. Визначте ємність С.

1.24. З якою силою взаємодіють пластини плоского конденсатора площею 100 см2, якщо різниця потенціалів між ними 500 В, а відстань 3 мм?

1.25. Плоский конденсатор, відстань між пластинами якого 1 см, заряджено до напруги 200 В. Якою буде напруга на конденсаторі, якщо його пластини розсунути до 10 см?

1.26. Визначте заряд плоского конденсатора ємністю 0,04 мкФ, якщо напруженість поля в конденсаторі 320 В/см, а відстань між пластинами — 2 мм.

1.27. У скільки разів зміниться енергія конденсатора, якщо напругу на ньому збільшити в 4 рази?

1.28. Площа кожної з пластин плоского конденсатора становить 200 см2, а відстань між ними дорівнює 1 см. Визначте енергію поля, якщо напруженість 500 кВ/м.

1.29. Як зміниться ємність плоского конденсатора, якщо між його пластинами розмістити провідну пластинку, товщиною якої можна знехтувати? Як буде впливати на ємність конденсатора місце розташування розміщеної пластинки? Чи буде впливати на зміну ємності товщина розміщеної пластинки?

1.30. Пластини плоского повітряного конденсатора площею S притягуються із силою F. Визначте заряд конденсатора.

1.31. Плоский повітряний конденсатор із площею пластин S і відстанню між ними d заряджено до напруги U, після чого від’єднано від джерела. Яку роботу треба виконати, щоб розсунути пластини до відстані d1?

Є над чим замислитися

1.32. Два точкові однойменні заряди 2 · 10-7 Кл і 3 · 10-7 Кл розташовані на деякій відстані у вакуумі. Щоб зменшити відстань між ними на 30 см, треба виконати роботу 10-2 Дж. Визначте початкову відстань між зарядами.

1.33. Протон, що летить у напрямку до двічі йонізованого ядра атома Гелію, у деякій точці поля з напруженістю 1 МВ/м має швидкість 1 км/с. На яку найменшу відстань зможе протон наблизитися до ядра?

1.34. Маленьку кульку, маса якої 1 г і заряд 0,15 мкКл, кинуто з далекої відстані зі швидкістю 1 м/с у сферу, заряджену зарядом 0,3 мкКл. За якого найменшого значення радіуса сфери кулька досягне її поверхні?

1.35. Після з’єднання зарядженого повітряного конденсатора з таким самим незарядженим, але заповненим діелектриком, напруга на ньому зменшилась у 8 разів. Визначте діелектричну проникність діелектрика.