Курс общей физики. Электричество и магнетизм. Часть 3. Либерман З.А - 21 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

21
Задачи для самостоятельного решения
1. Заряды по 0,1 мкКл расположены на расстоянии 6 см друг от друга . Найти
напряженность и потенциал в точке, удаленной на 5 см от каждого из
зарядов . Оба заряда считать положительными . (Ответ: 576 кВ / м, 36 кВ )
2. Два шарика массой m=1 г каждый подвешены на нитях , верхние концы
которых соединены вместе. Длина каждой нити
l
=10 см. Какие одинаковые
заряды надо сообщить шарикам, чтобы нити разошлись на угол
α
=60
0
?
(Ответ: 79 нКл)
3. Длинная прямая тонкая проволока несет равномерно распределенный заряд .
Вычислить линейную плотность
τ
заряда, если напряженность поля на
расстоянии r=0,5 м от проволоки против ее середины Е =2 В /см . (Ответ: 5,55
нКл/м)
4. Какую ускоряющую разность потенциалов U должен пройти электрон , чтобы
получить скорость v =8 мм/ с? (Ответ: 182 В )
5. Для изучения структуры и функции биологических мембран используют
модели – искусственные фосфолипидные мембраны, состоящие из
бимолекулярного слоя фосфолипидов . Толщина искусственной мембраны
достигает около
l
=6 нм. Найдите электроемкость 1 см
2
такой мембраны,
считая ее относительную диэлектрическую проницаемость
r
ε
=3. Сравните
полученную электроемкость с аналогичной характеристикой конденсатора,
расстояние между пластинами которого
l
=1 мм. (Ответ: С
мембраны
=0,44
мкФ / см
2
, С
конденсатора
=2,7 пФ / см
2
)
6. Вычислите электроемкость тела человека, считая ее равной емкости
электропроводящего шара того же объема . Среднюю плотность тела принять
равной р =1 г/см
3
, масса человека m=60 кг. (Ответ: 9 пФ )
7. В проводнике сопротивлением 2 Ом, подключенном к элементу с э . д . с. 1,1 В ,
идет ток 0,5 А . Какова сила тока при коротком замыкании элемента?
8. На концах медного провода длиной
l
=5 м поддерживается напряжение U=1
В . Определить плотность тока
δ
в проводе. (Ответ: 1,18 10
7
А /м
2
)
9. Определить силу тока в цепи , состоящей из двух элементов с э . д . с.
1
ε
=1,6 В
и
2
ε
=1,2 В с внутренним сопротивлением r
1
=0,6 Ом и r
2
=0,4 Ом,
соединенных одноименными полюсами . (Ответ: 0,4 А )
10. Термопара из Pb-Ag создает термоэлектродвижущую силу 3 мкВ при
разности температур спаев 1 К . Можно ли такой термопарой уверенно
установить температуры тела человека от 36,5 до 37,0
0
С, если потенциометр
позволяет измерить напряжение с точностью до 1 мкВ ?
11. Самолет, имеющий размах крыльев
l
=40 м, летит горизонтально со
скоростью v =900 км/ ч . Определите разность потенциалов на концах крыльев ,
если вертикальная составляющая напряженности магнитного поля Земли
Н =40 А /м. (Ответ: 0,5 В ) 
                                          21

                       За да ч и для са мост
                                           оятельного реш ения

1.       Заряды по 0,1 мкК л располож ены на расстояни и 6 смдруготдруга. Н ай ти
     напряж енность и потенци ал в точ ке, удаленной на 5 см от каж дого и з
     з арядов . О ба з аряда сч и татьполож и тельными . (О тв ет: 576 кВ /м, 36 кВ )
2.   Д в а ш ари ка массой m=1 г каж дый подв еш ены на ни тях, в ерхни е концы
     которых соеди нены в месте. Д ли на каж дой ни ти l =10 см. К аки еоди наков ые
     з аряды надо сообщи ть ш ари кам, ч тобы ни ти раз ош ли сь на угол α =600?
     (О тв ет: 79 нК л)
3.   Д ли нная прямая тонкая пров олока несет рав номерно распределенный з аряд.
     В ыч и сли ть ли ней ную плотность τ з аряда, если напряж енность поля на
     расстояни и r=0,5 мот пров олоки проти в ее середи ны Е =2 В /см. (О тв ет: 5,55
     нК л/м)
4.   К акую ускоряю щую раз ностьпотенци алов U долж ен прой ти электрон, ч тобы
     получ и тьскоростьv=8 мм/с? (О тв ет: 182 В )
5.   Д ля и з уч ени я структуры и ф ункци и би ологи ч ески х мембран и спольз ую т
     модели – и скусств енные ф осф оли пи дные мембраны, состоящи е и з
     би молекулярного слоя ф осф оли пи дов . Т олщи на и скусств енной мембраны
     дости гает около l =6 нм. Н ай ди те электроемкость 1 см2 такой мембраны,
   сч и тая ее относи тельную ди электри ч ескую прони цаемость ε r =3. Срав ни те
   получ енную электроемкость саналоги ч ной характери сти кой конденсатора,
   расстояни е меж ду пласти нами которого l =1 мм. (О тв ет: Смембраны=0,44
   мкФ /см2, Сконденсатора=2,7 пФ /см2)
6. В ыч и сли те электроемкость тела ч елов ека, сч и тая ее рав ной емкости
   электропров одящего ш ара того ж еобъ ема. Средню ю плотностьтела при нять
   рав ной р =1 г/см3, масса ч елов ека m=60 кг. (О тв ет: 9 пФ )
7. В пров одни кесопроти в лени ем2 О м, подклю ч енномк элементу сэ.д.с. 1,1 В ,
   и детток0,5 А . К аков а си ла тока при короткомз амыкани и элемента?
8. Н а концах медного пров ода дли ной l =5 мподдерж и в ается напряж ени еU=1
   В . О предели тьплотностьтока δ в пров оде. (О тв ет: 1,18 107 А /м2)
9. О предели ть си лу тока в цепи , состоящей и з дв ух элементов сэ.д.с. ε1 =1,6 В
    и ε 2 =1,2 В с в нутренни м сопроти в лени ем r1=0,6 О м и r2=0,4 О м,
    соеди ненных однои менными полю сами . (О тв ет: 0,4 А )
10. Т ермопара и з Pb-Ag соз дает термоэлектродв и ж ущую си лу 3 мкВ при
    раз ности температур спаев 1 К . М ож но ли такой термопарой ув еренно
    установ и тьтемпературы тела ч елов ека от36,5 до 37,0 0С, если потенци ометр
    поз в оляети з мери тьнапряж ени есточ ностью до 1 мкВ ?
11. Самолет, и мею щи й раз мах крыльев l =40 м, лети т гори зонтально со
    скоростью v=900 км/ч . О предели тераз ность потенци алов на концах крыльев ,
    если в ерти кальная состав ляю щая напряж енности магни тного поля Земли
    Н =40 А /м. (О тв ет: 0,5 В )

Страницы