Лекции.Орг


Поиск:




Раздел физики: Электричество и магнетизм




 

Пример 1. Заряженная пылинка массы m = 10-8г находится в однородном элек-тростатическом поле между двумя горизонтальными пластинами, из кото-рых нижняя заряжена до потенциала φ1 = 3кВ, а верхняя – до потенциала φ2 = -3кВ. Расстояние между пластинами d = 5см. Пылинка, находясь вначале на расстоянии d0 = 1 см от нижней пластины, долетает до верхней пластины за время t = 0,1 с. Найти заряд пылинки.

 

 

Дано: СИ: Решение

m = 10-8г 10-12 кг Пылинка движется в направлении электрического поля

φ1 = 3кВ 3·103 В (от большего потенциала к меньшему). Значит, она

φ2 = -3кВ - 3·103 В заряжена положительно. На пылинку действуют две силы:

d = 5см 5·10-2 м направленная вверх сила электрического взаимодействия

d0 = 1 см 10-2 м Fэ = qE (1)

t = 0,1 с и направленная вниз сила тяжести

g = 9,8 м/с2 P = mg (2)

_____________________ Напряженность электрического поля между пластинами:

q -? (3)

qр -? Подставляя выражение (3) в (1) получаем:

(4)

Равнодействующая сил F и P направлена вверх и равна по модулю:

(5)

Согласно II закону Ньютона

Fр = ma, (6)

где - (7)

ускорение, которое сообщает пылинке равнодействующая Fр.

Используя уравнение кинематики для равноускоренного движения, т. к. a = const, то

(8)

Отсюда (9)

Приравниваем правые части равенств (7) и (9):

(10)

Отсюда находим заряд пылинки q:

(11)

Подставляем числовые данные и получаем:

Ответ: q = 1,5·10-15 Кл.

Примечание: к этой задаче рисунок привести обязательно.

 

Пример 2. Три конденсатора емкостями 1, 2, 3 мкФ соединены последовательно и присоединены к источнику напряжения с разностью потенциалов 220 В. Каковы заряд и напряжение на каждом конденсаторе?

Дано: СИ: Решение

C1 = 1 мкФ 10-6 Ф Так как соединение конденсаторов последовательное, то:

C2 = 2 мкФ 2·10-6 Ф q1 = q2 = q3 =q (1)

C3 = 3 мкФ 3·10-6 Ф При последовательном соединении конденсаторов общая

U = 220 В емкость равна:

__________________ (2)

q1 -? U1 -? Из определения электрической емкости следует:

q2 -? U2 -? q = CU (3)

q3 -? U3 -? Напряжение на каждом из конденсаторов:

(4)

(5)

(6)

Используя исходные данные вычисляем q, C, U1,U2,U3:

q = 5,5·10-7·220 = 1,2·10-4 Кл

Ответ: q = 1,2·10-4 Кл; U1 = 120 В; U2 = 60 В; U3 = 40 В.

 

Пример 3. Два элемента с одинаковыми ЭДС ε = 1,6 В и внутренними сопротивлениями r1 = 0,2 Ом и r2 = 0,8 Ом соединены параллельно и включены во внешнюю цепь, сопротивление которой R = 0,64 Ом. Найти силу тока в цепи.

Дано: Решение

ε1 = 1,6 В Общее сопротивление при параллельном соединении:

ε2 = 1,6 В rобщ = (r1 + r2)/r1·r2 (1)

r1 = 0,2 Ом rобщ = 0,2·0,8/(0,2 + 0,8) = 0,16 Ом.

r2 = 0,8 Ом Ток найдем по закону Ома для замкнутой цепи:

R = 0,64 Ом I = ε/(R + rобщ) (2)

____________ I = 1,6/(0,64 + 0,16) = 2 А.

I -?

Ответ: I = 2 А.

 

Пример 4. По двум длинным прямым параллельным проводникам в противоположном направлении текут токи I1 = 1 А и I2 = 3 А.Расстояние между проводниками r = 40 см. Найти индукцию магнитного поля в точке, находящейся на расстоянии 10 см от первого проводника.

Дано: Решение

I1 = 1 А Величину магнитной индукции найдем по

I2 = 3 А принципу суперпозиции:

r = 0,4 м В = В1 + В2

r1 = 0,1 м Индукция магнитного тока, текущего по

____________ бесконечно длинному проводу вычисляется

В -? согласно закону Био-Савара-Лапласа по формуле:

В = (μ0μI)/2πr

В1 = (μ0μI)/2πr1

В2 = (μ0μI)/2π(r − r1)

В = (4π·10-7)/2 ((3/0,02) + (5/0,06)) Тл = 1,33·10-6 Тл = 1,33 мкТл.

 

Ответ: = 1,33 мкТл.

 

Пример 5. Определить температуру почвы, в которую помещена термопара железо - константан с постоянной а = 50 мкВ/С°,если стрелка включенного в цепь термопары гальванометра с ценой деления 1 мкА и сопротивлением r = 12 Омотклоняется на 40 делений. Второй спай термопары погружен в тающий лед. Сопротивлением термопары пренебречь.

 

Дано: Решение

α = 50·10-6 В/С° Термо-ЭДС находится по формуле:

C = 10-6 А ε = α·ΔT

r = 12 Ом Отсюда: T1 = (T2·α + ε)/ α

N = 40 дел ЭДС найдем по закону Ома для участка цепи:

T2 = 0 C° ε = I·r

______________ Ток в цепи равен:

T1 -? I = C·N

Тогда: ε = C·N·r → T1 = (T2·α + C·N·r)/α

T1 = (40·12·10-6)/ 50·10-6 = 9,6 C°.

 

Ответ: T1 = 9,6 C°.

 

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2017-04-15; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 492 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Люди избавились бы от половины своих неприятностей, если бы договорились о значении слов. © Рене Декарт
==> читать все изречения...

1024 - | 840 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.008 с.