Основные законы электростатики и постоянного тока: Методические указания и контрольные задания к контрольной работе № 3 по физике. Часть 4, страница 4

347. На обкладки плоского конденсатора помещен заряд Q = 0.8 мкКл. Обкладки имеют форму квадратов со стороной a = 0.2 м. Какую работу A необходимо совершить, чтобы сдвинуть обкладки на расстояние x = 0.05 м в направлении, параллельном одной из сторон квадрата, оставляя расстояние между обкладками неизменным d = 3 мм?

         S

     a

f

     b

348. Определить полную энергию системы трех параллельных пластин одинаковой площади S=0.16 м2 каждая, из которых крайние заземлены, а средняя поддерживается при потенциале f= 4 кВ. Расстояния между средней пластиной и крайними a=8 мм, b=5 мм.

349. Два одинаковых конденсатора, заполненных спиртом с  диэлектрической проницаемостью e= 26, соединены друг с другом параллельно и заряжены так, что их суммарный запас энергии составляет W0 = 200 Дж. Определить энергию W батареи конденсаторов после того, как из одного из них вытечет диэлектрик.

350. Два куска проволоки: один – нихромовый диаметра  d1 =1 мм и длины x1 =0.5 м, другой – медный диаметра d2 =0.2 мм и длины x2 =1 м, спаяны между собой последовательно. Свободные концы замыкают клеммы аккумулятора напряжением U = 12 В. Определить плотности тепловой мощности тока w1 и w2 , выделяющиеся в каждом из кусков. За какое время t произойдет разрядка аккумулятора, если его заряд составлял q = 55 А×ч? Удельные проводимости нихрома и меди составляют б1 = 0.91 МСм/м и б2 = 60 МСм/м соответственно.

351. В однородном электронном пучке радиуса r=0.02 м скорость направленного движения электронов составляет u=108 м/с. Определить напряженность E электрического поля на поверхности пучка, если полная сила тока в пучке I = 80 А.

352. В однородный пучок электронов плотностью n = 1020 м–3 поместили металлический шар радиуса r = 0.01 м. Считая упорядоченную скорость электронов вблизи поверхности шара u =1 мм/с не зависящей от времени, определить силу тока I, поглощаемую шаром, и время t, в течение которого шар зарядится до потенциала f= 220 В.

353. Сколько нихромовой проволоки диаметра d = 0.2 мм необходимо взять для изготовления нагревательного элемента мощностью W = 800 Вт, питающегося от источника с напряжением U = 220 В? Удельная проводимость нихрома в нагретом состоянии б = 0.95 МСм/м.

354. При подключении к источнику напряжения, обладающему внутренним сопротивлением, внешнего сопротивления R1 = 20 Ом сила тока в цепи составила I1 = 1 А, а при подключении R2 = 28 Ом сила тока I2 = 0.75 А. Определить силу тока Iк.з. короткого замыкания источника.

         S1        S2

   d       e1б1    e2   б2

355. Площадь обкладок плоского конденсатора S = 30 см2, расстояние между обкладками d = 5 мм. Пространство между обкладками заполнено слабопроводящим диэлектриком, состоящим из кусков стекла площадью S1 = 20 м2 с диэлектрической проницаемостью e1 = 8 и удельной проводимостью б1 = 200 пСм/м и кварца площадью S2 =10 см2 с диэлектрической проницаемостью e2 = 5 и удельной  проводимостью б2 = 500 пСм/м, как показано на рисунке. Определить плотность тока в каждом из диэлектриков, силу тока через конденсатор и его сопротивление, если конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения U = 400 В.

356. В железном проводнике с удельной проводимостью б = 11.6 МСм/м и концентрацией электронов проводимости n = 1.68*1029 м–3 протекает однородный электрический ток плотностью j = 2.5 МА/м2. Определить подвижность электронов проводимости m, их дрейфовую скорость u, плотность тепловой мощности тока w и напряженность электрического поля E внутри проводника, а также разность потенциалов Dfмежду точками A и B, находящимися на расстоянии |AB| = 0.4 м, если ток идет под углом a= 30° к направлению прямой AB.