Dos condensadores idénticos están conectados en serie y conectados. Tareas del examen de electrostática con soluciones.

6 de noviembre C4.Electrostática.

C4_1. Una mota de polvo con una masa.y cargar, vuela hacia campo eléctrico condensador alto vertical en un punto ubicado en el medio entre sus placas (ver figura, vista superior).

¿Cuál debería ser la velocidad mínima con la que una partícula de polvo entra en el condensador para poder atravesarlo? La longitud de las placas del capacitor es de 10 cm, la distancia entre las placas es de 1 cm, el voltaje a través de las placas del capacitor es de 5000 V. El sistema está en el vacío.

C4_2. Pelota pequeña con cargay que pesa 3 g, suspendido de un hilo ingrávido con un coeficiente de elasticidad de 100 N/m, se encuentra entre las placas verticales de un condensador de aire plano. La distancia entre las placas del capacitor es de 5 cm ¿Cuál es la diferencia de potencial entre las placas del capacitor si el alargamiento del filamento es de 0,5 mm?

C4_3. paralelas a las placas (ver figura), la distancia entre las cualesd .

¿En qué ángulo se desviará el vector de velocidad del electrón de la dirección inicial al salir del capacitor, si el capacitor está cargado a una diferencia de potencial?? Longitud de inserción. Desprecie el efecto de la gravedad sobre el electrón.

C4_4. Un electrón entra en un condensador plano con una velocidadparalelas a las placas (ver figura, vista superior), la distancia entre las cualesd .

¿Cuál es la diferencia de potencial entre las placas del condensador si, al salir del condensador, el vector de velocidad del electrón se desvía de la dirección original en un ángulo?? Longitud de inserción.

C4_5. Masa de bolas huecascon cargose mueve en un campo eléctrico horizontal uniforme desde el reposo. La trayectoria de la pelota forma un ángulo con la vertical.. ¿Cuál es el módulo de tensión? campo eléctrico mi ?

C4_6. Una bola hueca cargada de masa.se mueve en un campo eléctrico horizontal uniforme desde el reposo. Módulo de intensidad de campo eléctrico. La trayectoria de la pelota forma un ángulo con la vertical.. ¿Cuál es la carga de la pelota?q ?

C4_7. Un electrón vuela hacia el espacio entre dos placas de un condensador plano con cargas opuestas con una velocidadv oh ( v oh << с) параллельно пластинам (см. рисунок). Расстояние между пластинами d, длина пластин L (L >> d), diferencia de potencial entre las placas Δφ. Determine la tangente del ángulo en el que se desviará el electrón después de salir del condensador.

C4_8. Cargos de dos puntosY, ubicado a una distanciaunos de otros, se atraen con fuerza. La suma de los cargos es. ¿Cuáles son los módulos de estas cargas? Redondea tu respuesta a la décima de microculombio más cercana.

C 4_9.

C 4 N° 3689. dos identicos condensador de aire conectado en serie y conectado a la fuente Voltaje constante. Luego uno de ellos, sin romper la cadena, fue sumergido en aceite con permitividad . ¿Cómo y cuántas veces cambiará en este caso la energía del segundo condensador, que permaneció no sumergido en aceite?C 4 N° 3689. Dos condensadores de aire idénticos están conectados en serie y conectados a una fuente de voltaje constante. Luego uno de ellos, sin romper el circuito, se sumergió en aceite con permitividad.. ¿Cómo y cuántas veces cambiará en este caso la energía del segundo condensador, que permaneció no sumergido en aceite?

C 4 N° 4218. Dentro de una esfera metálica descargada de radio r 1 = 40 cm hay dos cavidades esféricas con radiosubicados de tal manera que sus superficies casi se toquen en el centro de la pelota. Se coloca una carga en el centro de una cavidad.nC, y luego en el centro otro - carganC (ver figura). Encuentre el módulo y la dirección del vector de tensión.campo electrostático en un puntoubicado a una distancia= 1 m desde el centro de la bola en la perpendicular al segmento que conecta los centros de las cavidades.

Solución.

Solución posible

En electrostática se considera que no existe ningún campo eléctrico en el interior del metal, ya que de lo contrario las cargas libres en el interior del metal se moverían. Por lo tanto, al realizar un cargoLa carga se induce en la primera cavidad en sus paredes.y según el principio de superposición, el campo total de estas dos cargas en el metal de la bola es igual a cero. Según la ley de conservación de la carga eléctrica y debido a la electroneutralidad de la bola, el exceso de carga es igual a. Se desplaza a la superficie de la bola y se distribuye uniformemente sobre ella, ya que las cargas dentro del metal no crean un campo y no afectan la distribución de cargas en la superficie de la bola.

1 Un electrón que volaba horizontalmente con una velocidad = 1500 km/s entró en un campo eléctrico uniforme con intensidad mi= 100 V/cm dirigido verticalmente hacia arriba. ¿Cuál será la magnitud y dirección de la velocidad del electrón a través de t= 10 -9 s?

2 Dos condensadores de aire planos idénticos están conectados en serie y conectados a una fuente de corriente eléctrica con FEM constante. En el interior de uno de ellos se introduce un dieléctrico con permitividad =4. El dieléctrico llena todo el espacio entre las placas del condensador. ¿Cómo y cuántas veces cambiará la intensidad del campo eléctrico en este condensador?

3 En las placas de un condensador de aire plano con un área de placa. S \u003d 150 cm 2 es una carga q = 510-8Cl. ¿Cuál es la fuerza de atracción mutua entre las placas y la densidad de energía volumétrica del campo del capacitor?

4 Durante el tiempo τ = 10 C con una intensidad de corriente que aumenta uniformemente desde cero hasta un cierto máximo en un conductor con resistencia R\u003d 25 ohmios la cantidad de calor liberado q= 40 kJ. Determinar la corriente promedio.<I> en el explorador.

5 En el conductor por el momento. τ = 10 s con un aumento uniforme en la intensidad de la corriente desde I 1 = 1,5 A hasta I 2 \u003d 3 Una cantidad de calor liberado. q= 15 kJ. encontrar resistencia R conductor.

6 En un conductor de cobre de longitud yo = 1,5 m y área de sección transversal S\u003d 0,4 mm 2 flujos de corriente. En este caso, la cantidad de calor se libera cada segundo. q\u003d 0,35 J. ¿Cuántos electrones pasan en 1 s a través de la sección transversal de este conductor?

7 Dentro del solenoide largo, perpendicular a su eje, hay un conductor de longitud yo\u003d 5 cm, a través de los cuales pasa la corriente. I 1 \u003d 10 A. ¿Qué fuerza actúa sobre el conductor si el solenoide tiene norte\u003d 25 vueltas por centímetro de longitud y una corriente fluye a través de su devanado con una fuerza I 2 \u003d 5 A?

8 En un campo magnético uniforme con inducción. B \u003d 0,1 T, se ubica una bobina de alambre plano, cuyo área S \u003d 10 3 cm 2, y la resistencia R \u003d 2 ohmios, de modo que su plano forme un ángulo = 40 con líneas de inducción. La bobina está cerrada al galvanómetro. ¿En qué ángulo giró la bobina si la carga total fluyó a través del galvanómetro cuando se giró la bobina? q\u003d 7,510 -5 cl.

9 La fuente de corriente está cerrada a la bobina con resistencia. R= 58 ohmios. A través del tiempo t= 0,1 s la corriente en la bobina ha alcanzado el 96% del valor máximo. Determine la inductancia de la bobina.

10 El circuito oscilatorio consta de un condensador plano y un inductor. l= 5 mH. Distancia entre placas de condensadores d= 3 mm, área de la placa S\u003d 2,5 cm 2 cada uno, dieléctrico - mica ( 1 \u003d 6,0). ¿En cuántos hercios cambiará la frecuencia de oscilación en el circuito si reemplazamos el dieléctrico del capacitor con parafina ( 2 = 2,0)?

Opción 8

1 Tres cargas puntuales idénticas q 1 = q 2 = q 3 \u003d 2 nC están ubicados en los vértices de un triángulo equilátero con lados a\u003d 10 cm Determine el módulo y la dirección de la fuerza que actúa sobre una de las cargas de las otras dos.

2 Dos condensadores de capacitancia. CON 1 = 3 uF y CON 2 = 5 uF conectados en serie y conectados a una fuente de voltaje CC Ud. = 12 V. Determine la carga de cada capacitor y la diferencia de potencial entre sus placas.

3 Encuentra la fuerza de atracción. F entre las placas de un condensador plano, si el área de cada placa S \u003d 100 cm 2, la distancia entre ellos d = 3 mm, permitividad del medio entre las placas ε = 3,5. El condensador está conectado a una fuente de voltaje constante. Ud. = 250V.

4 Dos fuentes con diferente EMF ( 1 \u003d 1,0 V,  2 \u003d 2 V) y resistencias internas (r 1 = 0,5 ohmios y r 2 = 0,1 ohmios) conectado en paralelo con una resistencia externa R. Determine el valor de esta resistencia si el amperímetro incluido en el circuito del primer elemento muestra 1,5 A. Resistencia del amperímetro R A= 0,05 ohmios.

5 Por resistencia del conductor R\u003d 10 ohmios, fluye una corriente que aumenta uniformemente. Durante τ = 8 s la cantidad de calor liberado en el conductor q= 2500 J. Encuentra la carga q, pasando por el conductor durante este tiempo, si la intensidad de la corriente en el momento inicial I 0 =0.

6 Entre las placas de un condensador plano con un área S\u003d 250 cm 2 cada uno es V=0,5 l de hidrógeno. Concentración de iones en gas norte\u003d 5,310 7 cm-3. que voltaje Ud. debe aplicarse a las placas de un capacitor para obtener una corriente con una fuerza I\u003d 2,5 μA? Movilidad de iones de hidrógeno positivos. b+ \u003d 5,410 -4 m 2 / Vs, negativo b- \u003d 7,410 -4 m 2 / Vs.

7 ¿Cómo se debe colocar un conductor de aluminio recto en un campo magnético uniforme con inducción? EN\u003d 0,04 T y qué intensidad de corriente pasar a través de él para que esté en equilibrio. Radio del conductor R = 1 milímetro.

8 Marco cuadrado de alambre de cobre. S\u003d 25 cm 2 se colocan en un campo magnético con inducción. B\u003d 0,1 toneladas. El plano del marco es perpendicular a las líneas de campo. ¿Cuánta electricidad pasará por el contorno del marco cuando desaparezca el campo magnético? Área de la sección transversal del alambre de cobre. S 0 \u003d 1 mm2.

9 EN circuito eléctrico que contiene una bobina de inductancia l= 2,5 H y una fuente de corriente. Sin romper el circuito, se apagó la fuente de corriente. A través del tiempo t= 5 ms la corriente en la bobina disminuirá a 0,001 del valor original. Determine la resistencia de la bobina.

10 Condensador CON= 500 pF conectado en paralelo con una bobina de longitud yo= 30 cm y sección transversal S\u003d 4,5 cm 2 que contiene norte= 1000 vueltas. El núcleo no es magnético. encontrar frecuencia oscilaciones del contorno.

18.20 . Se conectan en serie dos capacitores, clasificados para un voltaje máximo de 300 V cada uno, pero con capacitancias diferentes de 500 y 300 pF. ¿Cuál es el voltaje máximo que se puede aplicar a dicho capacitor compuesto?

18.21 . Se conectan en serie tres capacitores con capacitancias de 1, 2 y 3 uF y se conectan a una fuente de voltaje con una FEM de 220 V. Determine la carga de cada capacitor (en µC).

18.22 . Dos condensadores de aire planos idénticos están conectados en serie y conectados a una fuente de voltaje. Cuando uno de los condensadores se sumergió en un dieléctrico líquido, las cargas en las placas del condensador aumentaron 1,5 veces. Encuentre la permitividad del dieléctrico.

18.23 . Dentro de un condensador plano, paralela a sus placas, se coloca una placa dieléctrica, cuyo área es igual al área de las placas y el espesor es la mitad de la distancia entre ellas. ¿En qué porcentaje aumentará la capacitancia del capacitor si la permitividad de la placa es 4?

18.24 . ¿Cuál debería ser la capacitancia (en pF) del capacitor que debe conectarse en serie con el capacitor de 800 pF para formar un banco de capacitores de 160 pF?

18.25 . condensador plano con una capacidad de 20 pF está conectado en serie con el mismo condensador, pero lleno de un dieléctrico con una permitividad de 3. Encuentre la capacitancia (en pF) de dicha batería.

18.26 . Un condensador plano de aire con una capacidad de 5 μF se llena con un dieléctrico líquido con una permitividad de 6. ¿Qué condensador (en μF) debe conectarse en serie con el dado para que dicha batería vuelva a tener una capacidad de 5 μF?

18.27 . Dos capacitores, cuyas capacitancias son de 2 y 4 microfaradios, están conectados en serie y conectados a una fuente de voltaje con una FEM de 75 V. Encuentre la diferencia de potencial en el capacitor más grande.

18.28 . Dos condensadores de aire planos idénticos están conectados en serie y conectados a una fuente de voltaje. Se introduce un dieléctrico (ε = 3) en el interior de una de ellas, llenando todo el espacio entre las placas. ¿Cuántas veces disminuirá la intensidad del campo en este capacitor?

18.29 . Dos condensadores de aire idénticos están conectados en serie y conectados a una fuente de voltaje constante. En uno de ellos se triplica la distancia entre las placas. ¿Cuántas veces disminuirá la intensidad del campo en este capacitor?

18.30 . Dos condensadores de aire idénticos están conectados en serie y conectados a una fuente de voltaje constante. En uno de ellos, la distancia entre las placas se reduce en un factor de tres, y en el otro, la distancia entre las placas se triplica. ¿Cuántas veces disminuirá el voltaje en el segundo capacitor?

18.31 . Un condensador plano con una capacidad de 5 pF con una distancia entre las placas de 2 mm se conecta a una fuente de voltaje con una FEM de 2 V. Se inserta una placa de metal plana de 1 mm de espesor paralela a ellas en el espacio entre las placas de modo que que cubra completamente la cavidad dentro del capacitor. Determine la cantidad de carga (en pC) que pasará a través de la fuente cuando se inserte la placa.