301 Тонкий прямой стержень длиной 10 см равномерно заряжен с линейной плотностью заряда 10–7 Кл

301. Тонкий прямой стержень длиной 10 см равномерно заряжен с линейной плотностью заряда 10–7 Кл/м. На продолжении оси стержня на расстоянии 10 см от ближайшего конца находится точечный заряд 10–8 Кл. Определить силу взаимодействия стержня и точечного заряда. Дано: Q=10-8Кл; τ=10-7Клм; l=0,1 м; a=0,1 м; F-? Решение: Сила, действующая на единицу длины стержня: dF=Qdq4πε0r2; Заряд единицы длины стержня: dq=τdx; С учетом этого: dF=Qτdx4πε0r2; Расстояние между точечным зарядом и единицей длины стержня: r=a+x; С учетом этого: dF=Qτdx4πε0a+x2; Проинтегрируем полученное выражение: F=0LQτdx4πε0a+x2=Qτl4πε0aa+l; Проверим размерность и найдем искомую величину: F=Кл*Клм*мФм*м*м+м=Н; F=10-8*10-7*0,14*3,14*8,85∙10-12*0,1*(0,1+0,1)=4,5∙10-5; Ответ: F=4,5∙10-5 Н. 307. Тонкое кольцо радиуса R = 8 см несет заряд, равномерно распределенный с линейной плотностью τ = 10–8 Кл/м. Определить напряженность электрического поля в точке, равноудаленной от всех точек кольца на расстояние r = 10 см. Дано: τ=10-8Клм; R=0,08 м; r=0,1 м; E-? Решение: Напряженность электрического поля: dE=dQ4πε0r2; Заряд единицы длины кольца: dQ=τdl; Горизонтальная составляющая напряженности поля: dE1=τdlcosφ4πε0r2; Сумма вертикальных составляющих напряженности равна нулю, следовательно: E=E1=02πRτdlcosφ4πε0r2=τRcosφ2ε0r2; Как видно из рисунка: cosφ=r2-R2r; С учетом этого: E=τRr2-R22ε0r3; Проверим размерность и найдем искомую величину: E=Клм*м*м2-м2Фм*м3=Вм; E=10-8*0,08*0,12-0,0822*8,85∙10-12*0,13=2,7∙103; Ответ: E=2,7∙103Вм. 313. Определить потенциальную энергию системы двух точечных зарядов q1 = 10–7 Кл и q2 = 10–8 Кл, находящихся на расстоянии r = 10 см друг от друга. Дано: q1=10-7 Кл; q2=10-8 Кл; r=0,1 м; W-? Решение: Потенциальная энергия двух точечных зарядов: W=Fr; Сила взаимодействия двух зарядов: F=q1q24πε0r2; С учетом этого: W=q1q24πε0r; Проверим размерность и найдем искомую величину: W=Кл*КлФм*м=Дж; W=10-7*10-84*3,14*8,85∙10-12*0,1=9∙10-5; Ответ: W=9∙10-5 Дж. 319. Пылинка массой 10–9 г, несущая на себе 5 электронов, прошла в вакууме ускоряющую разность потенциалов 3·106 В. Какова кинетическая энергия пылинки? Какую скорость приобрела пылинка? Дано: N=5; e=1,6∙10-19 Кл; U=3∙106 В; m=10-9 кг; Ek,v-? Решение: Кинетическая энергия пылинки равна энергии ускоряющего поля: Ek=qU; Заряд пылинки, согласно условию: q=Ne; С учетом этого: Ek=NeU; С другой стороны, кинетическая энергия: Ek=mv22; Выразим скорость: v=2Ekm; Проверим размерности и найдем искомые величины: Ek=Кл*В=Дж; v=Джкг=мс; Ek=5*1,6∙10-19*3∙106=2,4∙10-12; v=2*2,4∙10-1210-9=0,07; Ответ: Ek=2,4∙10-12 Дж; v=0,07мс. 325. Два конденсатора емкостью 2 и 3 мкФ соединены последовательно и присоединены к батарее, ЭДС которой 30 В. Определить заряд каждого конденсатора и разность потенциалов между его обкладками. Дано: C1=2∙10-6 Ф; C2=3∙10-6 Ф; U=30 В; q1,q2,U1, U2-? Решение: При последовательном подключении конденсаторов заряды на каждом из них одинаковы: q=q1=q2; Заряд системы конденсаторов: q=CU; Емкость последовательно соединенных конденсаторов: C=C1C2C1+C2; С учетом этого: q=C1C2UC1+C2; Напряжение на каждом из конденсаторов: U1=qC1; U2=qC2; Проверим размерности и найдем искомые величины: q=Ф*Ф*ВФ+Ф=Кл; U1=U2=КлФ=В; q=2∙10-6*3∙10-6*302∙10-6+3∙10-6=3,6∙10-6; U1=3,6∙10-62∙10-6=1,8; U2=3,6∙10-63∙10-6=1,2; Ответ: q=3,6∙10-6 Кл; U1=1,8 В; U2=1,2 В. 331. В проводнике при равномерном возрастании тока от 0 до 2 А за 10 с выделилось 2 кДж теплоты. Найти сопротивление проводника. Дано: Q=2000 Дж; I=2 А; t=10 с; R-? Решение: По закону Джоуля-Ленца: dQ=I2Rdt; Сила тока возрастает пропорционально времени: I=kt; С учетом этого: dQ=k2t2Rdt; Проинтегрируем полученное выражение: Q=k2t2Rdt=k2Rt33; Выразим сопротивление проводника: R=3Qk2t3; Коэффициент пропорциональности: k=I-I0t=It; С учетом этого: R=3QI2t; Проверим размерность и найдем искомую величину: R=ДжА2*с=Ом; R=3*200022*10=150; Ответ: R=150 Ом. 337. Два источника тока: Е1= 14 В с внутренним сопротивлением r1 = 2 Ом и E2 = 6 В c внутренним сопротивлением r2 = 4 Ом, а также реостат r = 10 Ом, соединены, как показано на рис. 9. Определить силы токов в реостате и в источниках тока. Дано: ε1=14 В; ε2=6 В; r1=2 Ом; r2=4 Ом; r=10 Ом; I1,I2,I3-? Решение: Запишем первый закон Кирхгофа: I1+I2=I3; Запишем второй закон Кирхгофа: I1r1-I2r2=ε1-ε2; I1r1+I3r=ε1; Выразим токи I2 и I3: I2=I1r1-ε1+ε2r2; I3=I1r1-ε1r; Подставим полученные формулы в первое уравнение: I1+I1r1-ε1+ε2r2=I1r1-ε1r; Выразим ток I1: I1r2r+I1r1r-ε1r+ε2r=I1r1r2-ε1r2; I1=ε1r-ε2r-ε1r2r2r+r1r-r1r2; Проверим размерности и найдем искомые величины: I1=В*Ом-В*Ом-В*ОмОм*Ом+Ом*Ом-Ом*Ом=А; I2=А*Ом-В+ВОм=А; I3=А*Ом-ВОм=А; I1=14*10-6*10-14*44*10+2*10-2*4=0,46; I2=0,46*2-14+64=-1,77; I3=0,46*2-1410=-1,31; Ответ: I1=0,46 А; I2=-1,77 А; I3=-1,31 А.

Тип работы:

Контрольная работа

Предмет:

Физика

Статус:

выполнено

Стоимость. Рублей:

100

Дата выполнения:

2015-06-23

Understand your user experience

I am text block. Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

Read More

remain responsive across devices

I am text block. Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

Read More

fall in love with our features

Real time stats

Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec mattis, pulvinar dapibus leo.

Multilingual & translatable

Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec mattis, pulvinar.

Less plugins needed

Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec mattis, pulvinar dapibus leo.

Amazingly responsive

Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec mattis, pulvinar dapibus leo.

Community builder

Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec mattis, pulvinar dapibus leo.

Easy to use interface

Click edit button to change this text. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec mattis, pulvinar dapibus leo.

Выполним любую работу на заказ

У нас вы можете заказать уникальное решений этой задачи или любой другой

Adblock detector