Электричество

[рис.] Плоский воздушный конденсатор, отключённый от источника напряжения, обладает зарядом $q = 2 мкКл$ Расстояние между пластинами конденсатора равно d. Внутрь конденсатора одновременно и быстро вставляют две плоские пластины: непроводящую толщиной $дробь: числитель: d, знаменатель: 4 конец дроби$ с диэлектрической проницаемостью $\varepsilon = 3$ и металлическую толщиной $дробь: числитель: d, знаменатель: 4 конец дроби$ так, как показано на рисунке. Площадь наибольшей стороны диэлектрической пластины в два раза меньше, чем площадь пластины конденсатора. Найдите электроёмкость C исходного воздушного конденсатора, если в результате помещения в него пластин изменение энергии конденсатора составило $\Delta W = минус 3 мкДж$

[рис.] В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, все конденсаторы имеют одинаковую электроёмкость C = 1 мкФ, а резистор имеет сопротивление R = 100 Ом. Вначале левый конденсатор заряжен до некоторого напряжения U, а все остальные конденсаторы не заряжены. Идеальный амперметр в первый момент после замыкания ключа К показал силу тока I = 2 А. Какое количество теплоты выделится в данной цепи ко времени, когда показания амперметра уменьшатся до нуля?

[рис.] Последовательная цепь состоит из заряженного конденсатора C1 = 3 мкФ, разомкнутого ключа K, незаряженного конденсатора C2 = 6 мкФ и резистора R = 600 Ом (см. рис.). Найдите количество теплоты, которое выделится в цепи после замыкания ключа K. Первоначальное напряжение на конденсаторе C1 равно 500 B.

[рис.] На рисунке изображена электрическая цепь, состоящая из резисторов R1 = R, R2 = 2R, источника с внутренним сопротивлением r = R и ключа К. Когда ключ К разомкнут, на резисторе R1 выделяется мощность P1 = 4,9 Вт. Какая мощность выделяется во внешней цепи при замкнутом ключе К?

В вакууме в однородное горизонтальное электрическое поле с напряженностью E = 1000 кВ/м помещают неподвижную капельку массой m = 0,4 г и зарядом q = 3 нКл. Определите скорость капельки через t = 0,2 с. Сделайте рисунок, на котором укажите силы, действующие на капельку.

К изолированному заряженному конденсатору, имеющему электроёмкость C = 1 нФ и заряд q = 12 нКл, подключили параллельно незаряженный конденсатор электроёмкостью 2C. Найдите установившееся напряжение на первом конденсаторе.

[рис.] В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диода в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке A положительного, а к точке B — отрицательного полюса батареи с ЭДС 6 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая мощность (тепловая мощность, выделяемая во внешней цепи) равна 13 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая мощность равна 9 Вт. Укажите для обоих случаев подключения батареи, протекает ли ток через диод и каждый из резисторов или нет, и определите сопротивления резисторов в этой цепи.

[рис.] В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, ключ К сначала был разомкнут, а затем его замкнули. На сколько после этого изменилась тепловая мощность P, выделяющаяся в резисторе сопротивлением R1 = 10 Ом, если ЭДС батарейки равна $\mathcalE =12В$ её внутреннее сопротивление r = 2 Ом, а сопротивление резистора R2 = 15 Ом? Ответ дайте с учётом знака.

Плоский воздушный конденсатор и резистор сопротивлением R = 8 Ом соединены параллельно и подключены к аккумулятору. ЭДС аккумулятора равна $\mathcalE =5В$ его внутреннее сопротивление r = 2 Ом. Чему равен модуль напряжённости электрического поля в конденсаторе, если расстояние между его пластинами равно d = 5 мм?

На фотографии представлена установка, в которой электродвигатель (1) с помощью нити (2) равномерно перемешает каретку (3) вдоль направляющей горизонтальной линейки. При прохождении каретки мимо датчика A секундомер (4) включается, а при прохождении каретки мимо датчика В секундомер выключается. [рис.] После измерения силы тока (6), напряжения (7) и времени (дисплей 5) ученик с помощью динамометра измерил силу трения скольжения каретки по направляющей. Она оказалась равной 0,4 Н. Рассчитайте отношение α работы силы упругости нити к работе электрического тока во внешней цепи.

[рис.] Какая тепловая мощность будет выделяться на резисторе R1 в схеме, изображённой на рисунке, если резистор R2 перегорит (превратится в разрыв цепи)? Все резисторы, включенные в схему, имеют одинаковое сопротивление $R=10 Ом$ Внутреннее сопротивление источника $r=1 Ом$ eгo ЭДС $\mathcalE=100 В$

[рис.] В схеме, изображённой на рисунке, сопротивления резисторов $R_1=4 Ом$ $R_2=9 Ом$ $R_3=6 Ом$ $R_4=6 Ом$ ЭДС батареи $\mathcalE = 20 В$ её внутреннее сопротивление $r=2 Ом$ Определите мощность, выделяемую на резисторе R3.

При проведении лабораторной работы ученик собрал электрическую цепь по схеме на рисунке. Сопротивления R1 и R2 равны 20 Ом и 150 Ом соответственно. Сопротивление вольтметра равно 10 кОм, а амперметра — 0,4 Ом. ЭДС источника равна 36 В, а его внутреннее сопротивление — 1 Ом. На рисунке показаны шкалы приборов с показаниями, которые получил ученик. Исправны ли приборы или же какой-то из них даёт неверные показания? [рис.]

Полый металлический шарик массой 3 г подвешен на шёлковой нити и помещён над положительно заряженной плоскостью, создающей однородное вертикальное электрическое поле напряжённостью 2 · 106 В/м. Шарик имеет положительный заряд $6 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 8 правая круглая скобка Кл$ Период малых колебаний шарика 0,5 с. Какова длина нити?

Конденсатор состоят из двух неподвижных, вертикально расположенных, параллельных, разноименно заряженных пластин. Пластины расположены на расстоянии d = 4 см друг от друга. Напряженность поля внутри конденсатора равна $E=2 умножить на 10 в степени 5 В/м$ Между пластинами на равном расстоянии от них помещен шарик с зарядом $q=2 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 9 правая круглая скобка Кл$ и массой m = 0,1 г. После того как шарик отпустили, он начинает падать и ударяется об одну из пластин. На какую величину $\Delta h$ уменьшится высота, на которой находится шарик, к моменту его удара об одну из пластин?

Плоский воздушный вертикальный конденсатор подключен к источнику с постоянным напряжением. Не отключая конденсатор от источника его погружают в жидкий диэлектрик с диэлектрической проницаемостью $\varepsilon=4$ при этом диэлектрик заполняет $дробь: числитель: 1, знаменатель: 3 конец дроби$ объема конденсатора. Во сколько раз изменилась энергия электрического поля конденсатора после погружения его в жидкий диэлектрик?

Плоский воздушный конденсатор емкостью 10 нФ подключили к источнику постоянного напряжения 10 В и зарядили, а затем отключили от источника. После этого расстояние между обкладками конденсатора уменьшили на 40%. Как и на сколько при этом изменилась энергия электрического поля конденсатора?

Реостат R подключён к источнику постоянного тока ЭДС $\mathcalE$ и внутренним сопротивлением r (см. рис.). Зависимость силы тока в цепи от сопротивления реостата представлена на графике. Определите тепловую мощность, выделяемую на внутреннем сопротивлении источника при R = 4 Ом. [рис.] [рис.]

К изолированному заряженному конденсатору с электроёмкостью C = 1 нФ и зарядом q = 12 нКл параллельно подключили незаряженный конденсатор электроёмкостью 2C. Найдите установившееся напряжение на первом конденсаторе.

[рис.] Электрический чайник состоит из трех одинаковых нагревательных спиралей. Если все три спирали соединить параллельно, то вода в чайнике закипит через 3 минуты. Через какое время закипит та же масса воды, если спирали соединить как показано на рисунке? Напряжение источника, а также начальная температура воды в обоих случаях одинаковы. Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

[рис.] В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диодов в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке А положительного, а к точке В отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением, потребляемая мощность равна 7,2 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая мощность оказалось равной 14,4 Вт. Укажите условия протекания тока через диоды и резисторы в обоих случаях и определите сопротивление резисторов в этой цепи

[рис.] В электрическом чайнике есть три одинаковых нагревательных спирали. Если все три спирали соединить параллельно, то вода в чайнике закипит через 4 минуты. Через сколько минут закипит вода в чайнике, если нагревательные спирали соединить так, как показано на рисунке? Масса воды, начальная температура воды, а также напряжение на идеальном источнике в обоих случаях одинаковы.

[рис.] Участок электрической цепи подключён к источнику постоянного напряжения U, как показано на рисунке. Определите отношение мощности W1, выделяемой на этом участке цепи, к мощности W2, выделяемой на этом же участке цепи после переключения полярности подаваемого напряжения. Диод считать идеальным, т. е. при прямом включении его сопротивление равно нулю, при обратном – бесконечно большим.

При изучении закона Ома для полной электрической цепи ученик исследовал зависимость напряжения на полюсах источника тока от силы тока во внешней цепи (см. рис.). Внутреннее сопротивление источника не зависит от силы тока. Сопротивление вольтметра велико, сопротивление амперметра пренебрежимо мало. При силе тока в цепи 1 А вольтметр показывал напряжение 4,4 В, а при силе тока 2 A — напряжение 3,3 В. Определите, какую силу тока покажет амперметр при показаниях вольтметра, равных 1,0 В. [рис.]

В закрытом сосуде постоянного объёма находился воздух при нормальных условиях. Его нагрели электрическим нагревателем, сила тока в котором I = ⁠2 A при напряжении U = ⁠100 B. КПД нагревателя равен 13%. Через t = ⁠10 мин. давление в сосуде повысилось до $p_2 =4 умножить на 10 в степени 5 Па$ Чему равен объём сосуда? В данном процессе удельная теплоёмкость воздуха c = ⁠716 Дж/⁠(кг · К), а его плотность при нормальных условиях $\rho=1,29 кг/м в кубе$ Потерями тепла в окружающую среду пренебречь.

[рис.] На рисунке изображена схема электрической цепи, состоящей из источника постоянного напряжения с ЭДС $\mathcalE$ и внутренним сопротивлением r, четырех одинаковых резисторов и ключа К. После размыкания ключа тепловая мощность, выделяющаяся в подключенных к источнику резисторах, не изменилась. Чему равно внутреннее сопротивление источника, если $R = 10Ом?$

[рис.] На рисунке изображена схема электрической цепи, в состав которой входят источник постоянного напряжения с ЭДС $\mathcalE = 16В$ и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением, два резистора и неидеальный амперметр. Известно, что $R = 1Ом$ а амперметр показывает силу тока $I_0 = 2А$ Какая тепловая мощность выделяется в этой электрической цепи?

[рис.] На рисунке изображена схема электрической цепи, в состав которой входят последовательно соединенные резистор, незаряженный плоский конденсатор, высоковольтный источник постоянного напряжения с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением и разомкнутый ключ. Напряжение источника $U = 1кВ$ площадь пластин конденсатора $S = 100см в квадрате$ расстояние между пластинами $d = 8,85мм$ Ключ замыкают и дожидаются зарядки конденсатора. Затем, не размыкая ключа, все пространство между обкладками конденсатора очень медленно заполняют дистиллированной водой, которая не проводит электрический ток и обладает диэлектрической проницаемостью $\varepsilon = 81$ Какую работу совершают внешние силы в процессе заполнения конденсатора водой? Считайте, что $\varepsilon_0 = дробь: числитель: 1, знаменатель: 4 Пи k конец дроби \approx 8,85 умножить на 10 в степени левая круглая скобка –12 правая круглая скобка Ф/м$ где $k = 9 умножить на 10 в степени 9 Н умножить на м в квадрате /Кл в квадрате$ — коэффициент пропорциональности в законе Кулона. Ответ дайте с учетом знака.

[рис.] Точечный заряд q, помещенный в начало координат. создает в точке А электростатическое поле напряженностью Е1 = 52 В/⁠м. Какова напряженность поля Е2 в точке С?

На рисунке 1 изображена зависимость силы тока через светодиод D от приложенного к нему напряжения, а на рисунке 2 — схема его включения. Напряжение на светодиоде практически не зависит от силы тока через него в интервале значений 0,05 А I R и подключен к источнику с ЭДС $\mathcalE _1=5В$ При этом сила тока равна 0,2 А. Какова сила тока идущего через светодиод, при замене источника на другой с ЭДС $\mathcalE _2=4В?$ Внутренним сопротивлением источников пренебречь. [рис.] Рис. 1 [рис.] Рис. 2