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
Найдите силу тока, текущего через сопротивление $R_{5}$ (см. рисунок), если $R_{1} = R_{2} = R_{3} = R_{4} = 10 Ом, R_{5} = 3 Ом, U = 12 В$. Найдите также общее сопротивление цепи.
Подробнее
Определите общее сопротивление между точками А и В цепи, изображённой на рисунке.
Подробнее
В собранной схеме (см. рисунок) лампочка горит одинаково ярко как при замкнутом, так и при разомкнутом ключе К. Найдите напряжение на лампочке.
Подробнее
Напряжение электрической сети в квартире составляет 220 В. Школьник решил сделать ёлочную гирлянду. В своих запасах он отыскал одну лампочку (36 В/40 Вт), 220 лампочек (3,5 В/0,28 А) и много соединительных проводов, сопротивление которых пренебрежимо мало. Какую цепь, включающую лампочку на 36 В и минимальное количество лампочек на 3,5 В, он должен собрать, чтобы все лампы в его гирлянде горели нормальным накалом? Считается, что лампа горит нормальным накалом, если падение напряжения на ней отличается от напряжения, на которое она рассчитана, не более, чем на 1%.
Подробнее
При подключении к батарейке резистора $R$ через неё течёт ток $I$. При подключении к этой же батарейке резистора $R$, соединённого последовательно с неизвестным резистором, через неё течёт ток $3I/4$. Если же резистор $R$ соединить с тем же неизвестным резистором параллельно и подключить к этой же батарейке, то через неё будет течь ток $6I/5$. Найдите сопротивление неизвестного резистора.
Подробнее
Электрическая цепь, изображённая на левом рисунке, состоит из источника постоянного напряжения $U = 3 В$, миллиамперметра с очень маленьким внутренним сопротивлением, четырёх постоянных резисторов и одного переменного. На правом рисунке приведён график зависимости показаний миллиамперметра от величины сопротивления переменного резистора $R$. Найдите величины сопротивлений постоянных резисторов $R_{1}$ и $R_{2}$.
Подробнее
Постройте график зависимости сопротивления цепи, изображённой на рисунке, от сопротивления резисторов $r$. Сопротивление резисторов $R$ неизменно. Считайте, что сопротивление диода в прямом направлении очень мало, а в обратном — очень велико.
Подробнее
