Обкладки плоского конденсатора подключены к источнику постоянного напряжения. При этом они притягиваются с силой $F_{0}$. С какой силой будут притягиваться эти обкладки, если в конденсатор ввести две диэлектрические и одну металлическую пластины (см. рисунок)? Толщина каждой из пластин чуть меньше 1/3 расстояния между пластинами конденсатора. Относительная диэлектрическая проницаемость крайних пластин равна $\epsilon$.


Подробнее

Плоский воздушный конденсатор ёмкостью $C$ состоит из двух больших пластин, расположенных близко друг к другу. Вначале одна из пластин была не заряжена, а на другой имелся заряд $Q$. Затем пластины соединили проводником, имеющим большое сопротивление $R$. Оцените количество тепла, которое выделится в этом проводнике за большое время.

Подробнее

Какая энергия будет запасена в системе, изображённой на рисунке, через 10 секунд после замыкания ключа? Какое количество тепла выделится на резисторе $R$? Внутреннее сопротивление источника не превышает нескольких Ом, конденсаторы вначале не были заряжены.


Подробнее

В плоском конденсаторе ёмкостью $C$ расстояние между пластинами много меньше размеров пластин. Конденсатор не заряжен. Одну из пластин подсоединили через резистор $R_{!}$ и разомкнутый вначале ключ к проводящему шару радиусом $r$. Заряд шара равен $Q$. Шар находится на большом расстоянии от конденсатора, а конденсатор — на большом расстоянии от земли. Другую пластину конденсатора заземлили через резистор $R_{2}$. Какие количества теплоты выделятся на $R_{1}$ и $R_{2}$ при замыкании ключа?

Подробнее

Какое количество теплоты выделится в схеме, изображённой на рисунке, при переключении ключа из левого положения в правое? Суммарный заряд на правых обкладках конденсаторов 1, 2 и 3 вначале равнялся нулю. Емкости всех конденсаторов равны $C$.


Подробнее

В схеме, изображённой на рисунке, конденсаторы ёмкостью $C_{1} = C_{2} = C$ первоначально не заряжены, а диоды идеальные. Ключ К начинают циклически переключать, замыкая его вначале в положение 1, а потом — в положение 2. Затем цикл переключений 1-2 повторяется, и так далее. Каждое из переключений производится после того, как токи в цепи прекращаются. Какое количество п таких циклов переключений 1-2 надо произвести, чтобы заряд на конденсаторе $C_{2}$ отличался от своего установившегося (при $n \rightarrow \infty$) значения не более, чем на 0,1%?


Подробнее

Плоский конденсатор состоит из трёх одинаковых пластин площадью $S$ каждая (см. рисунок, вид сбоку). Крайние пластины неподвижны и соединены друг с другом. Средняя пластина массой $m$ прикреплена к лёгкому стержню длиной $L$. Верхний конец стержня закреплён шарнирно. Расстояние между крайними пластинами равно $2d$ ($d$ много меньше размеров пластины, $L$ — много больше). При каком напряжении $U$ произойдёт пробой такого конденсатора? Воздух считайте идеальным изолятором.


Подробнее

Одна из пластин плоского конденсатора в форме квадрата со стороной $a$ закреплена горизонтально, на неё помещена большая тонкая пластина из диэлектрика с диэлектрической проницаемостью $\epsilon$. По гладкой верхней поверхности листа диэлектрика может свободно скользить вторая пластина конденсатора массой $m$, имеющая такие же размеры и форму, как и первая. На обкладки конденсатора помещены заряды $+Q$ и $-Q$, и система приведена в равновесие. Верхнюю пластину сдвигают по горизонтали на расстояние $x \ll a$ параллельно одной из сторон квадрата и отпускают без начальной скорости. Найдите период колебаний этой пластины. Толщина диэлектрика $d$ существенно меньше смещения верхней пластины $x$. Электрическое сопротивление у пластин отсутствует.

Подробнее

Определите среднюю скорость движения электронов в медном проводе сечением $S = 1 мм^{2}$, когда по нему течёт ток $I = 1 А$. Плотность меди $\rho = 8,9 г/см^{3}$, молярная масса $\mu = 64 г/моль$. Известно, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон, заряд которого $e = —1,6 \cdot 10^{-19} Кл$. Число Авогадро (количество молекул в одном моле вещества) $N_{A} = 6,02 \cdot 10^{23} моль^{-1}$.

Подробнее

При электрическом разряде в разреженном неоне $(Ne)$ при комнатной температуре очень небольшая часть атомов неона распадается на электроны и ионы (масса атома неона $M$ в $4 \cdot 10^{4}$ раз больше массы электрона $m_{e}$). Длина свободного пробега электронов (то есть среднее расстояние, которое электрон проходит без соударений) $l = 0,1 мм$. Газ находится в электрическом поле напряжённостью $E = 10 В/см$. Оцените «температуру» электронов $T_{e}$, соответствующую их средней кинетической энергии. Постоянная Больцмана $k = 1,38 \cdot 10^{-23} Дж/К$, заряд электрона $e = -1,6 \cdot 10^{-19} Кл$.

Подробнее

Если облучать медную пластину пучком однозарядных ионов $Ar^{+}$, ускоренных разностью потенциалов $U = 1000 В$, то происходит интенсивное распыление меди с поверхности пластины. Однако пучок электронов, ускоренных той же разностью потенциалов, никакого распыления не вызывает. Почему так происходит? Ответ обоснуйте количественно. Масса электрона $m_{e} = 9,1 \cdot 10^{-28} г$, масса протона $m_{p} = 1,7 \cdot 10^{-24} г$, заряд электрона $e = —1,6 \cdot 10^{-19} Кл$, атомные массы аргона и меди равны, соответственно, $\mu_{Ar} = 40 г/моль, \mu_{Cu} = 64 г/моль$. Чтобы выбить атом меди из кристаллической решётки, ему надо придать энергию не менее $E_{0} = 3,5 эВ$. Один электрон-вольт равен $1,6 \cdot 10^{-19} Дж$.

Подробнее

Космический корабль, имеющий вид металлического шара радиусом $R = 1 м$, находится в далёком космосе. В некоторый момент на его борту включается «электронная пушка», испускающая в пространство пучок электронов с энергией $W = 9 \cdot 10^{4} эВ$. Сила тока в пучке $I=1 мкА$. Найдите напряжённость $E$ электрического поля у поверхности корабля через $\tau = 1 мин$ после включения пушки. В начальный момент времени $E = 0$.

Подробнее

К точкам 1, 2, 3 электрической цепи, изображённой на рисунке, длинными тонкими проводниками подсоединили изначально незаряженные металлические шары с радиусами $r, \rho$ и $r$ соответственно. Найдите заряды, установившиеся на каждом из шаров. Считайте, что расстояние между шарами много больше их размеров, заряд на самой электрической цепи и на соединительных проводниках пренебрежимо мал, а внутреннее сопротивление источника тока равно нулю.


Подробнее

В люстре 6 одинаковых лампочек. Она управляется двумя выключателями, имеющими два положения — «включено» и «выключено». От коробки с выключателями к люстре
идут три провода. Лампочки в люстре либо:

а) все не горят;
б) все горят не в полный накал;
в) три лампочки не горят, а три горят в полный накал.

Нарисуйте возможные схемы электрической цепи.

Подробнее

Школьник спаял схему, состоящую из двух лампочек, батарейки и двух кнопочных переключателей. Переключатель устроен так (см. рисунок), что при нажатии на кнопку контакт 1 соединяется перемычкой с контактом 3, а при отпускании кнопки пружина возвращает перемычку, и замыкаются контакты 1 и 2. Если обе кнопки в схеме не нажаты, то обе лампочки не горят. Если нажата только первая кнопка, то загорается одна лампочка, если нажата только вторая кнопка, то загорается другая лампочка. Если же нажаты сразу две кнопки, то обе лампочки не горят. Нарисуйте возможные схемы соединения этих элементов. Учтите, что контакты батарейки при работе схемы никогда не должны замыкаться накоротко.


Подробнее