|
Решение КР-3 физика. Решение Для того чтобы система зарядов находилась в равновесии, необходимо, чтобы результирующая сила, действующая на каждый заряд, равнялась нулю.
Дано:
|
Решение:
Для того чтобы система зарядов находилась в равновесии, необходимо, чтобы результирующая сила, действующая на каждый заряд, равнялась нулю. Поскольку заряды по условию задачи расположены в вершинах равностороннего треугольника, то на каждый заряд, в силу симметрии системы, будут действовать одинаковые по модулю результирующие силы. Поэтому для решения задачи достаточно выяснить, какой заряд следует поместить в центре треугольника, чтобы один из трех зарядов, например  , находился в равновесии.
На заряд действует каждый из зарядов  независимо от остальных. Поэтому заряд будет находиться в равновесии, если:
|
(1)
|
где  - силы, с которыми соответственно
действуют на заряд заряды
Если обозначать векторную сумму сил  через  , то условие равновесия примет вид:
так как силы и  направлены вдоль одной прямой, то равенство (1) можно переписать в скалярной форме:
|
(2)
|
Проведем решение в общем виде. Поскольку модули сил  и  равны, то их результирующая сила может быть найдена геометрически:
|
(3)
|
где α=60°/2=30°
Силы и можно выразить из закона Кулона:
 (4)
здесь  - сторона треугольника;  .
Тогда, учитывая (3), для результирующий силы  получим выражение:
|
(5)
|
Учитывая условие (2) и применяя закон Кулона к взаимодействию зарядов  и  , запишем условие равновесия зарядов (2) в следующем виде:
|
(6)
|
где  - расстояние от до ;  .
Теперь запишем условие (2) с учетом (5) и (6):
откуда выразим искомый заряд :
Учтем, что  , получим:
Ответ: 
|
Найти:
|
Дано:
Q
R
|
Решение:
В точке А электрическое поле создаёт только точечный заряд Q, поэтому
В точке В электрическое поле создают и точечный заряд Q и заряженная сфера, поэтому
Ответ: 
|
Найти:
|
Дано:
|
Решение:
Заряд равномерно распределён на тонком полукольце, выделим элемент dl который будет обладать зарядом:
 (1)
Элементарная сила, действующая по прямой, соединяющей заряд  и элемент dl согласно закону Кулона равна:
 (2)
Используя принцип суперпозиции, определим силу, действующую на точечный заряд , расположенный в центре кривизны полук ольца.
 (3)
 (4)
 (5)
Ответ: 
|
Найти:
|
Дано:
d=2 см=0,02 м
U=120В
Δх=3,0 мм = 3 м
|
Решение:
Напряженность электрического поля конденсатора
Из второго закона Ньютона ускорение электрона
Сила, действующая на электрон
Тогда
Электрон пройдет расстояние r за время
Скорость, приобретенная электроном за это время 
Ответ: 
|
Найти:
|
Дано:
ε= 3,0
|
Решение:
Емкость плоского конденсатора
 (1)
Энергия конденсатора
 (2), подставляем (1) в (2) и находим 
 (3)
Когда слили жидкий диэлектрик, энергия конденсатора приобрела значение:
 (4)
Так как q не изменился, то подставив (3) в (4) получим:
 Дж
Ответ:  Дж
|
Найти:
|
Дано:
d=1.2 cм
U=32кВ
|
Решение:
Если расстояние между пластинами d меньше размеров самих пластин, то поле внутри однородно и имеет напряженность:
Поскольку предельная напряженность электрического поля в воздухе , получаем:
Поэтому делаем вывод, что конденсатор не будет пробит
Ответ: нет.
|
Найти:
|
Дано:
Е=12В
I=4А
η=0,6
|
Решение:
Записываем формулу кпд батареи
Из этого выражения определяем внутреннее сопротивление батареи
 1,2 Ом
Ответ: 1,2 Ом
|
Найти:
|
Дано:
Е1=1,5В
Е2=1,5В
Е3=2В
R=0,55Ом
|
Решение:
Показываем произвольно направление токов
Используем правила Кирхгофа.
Первое правило: алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю
 (1)
Второе правило: сумма произведений сил тока на сопротивление соответствующего участка цепи равна сумме ЭДС, встречающихся в этом контуре:
 (2)
Знаки токов и ЭДС выбираем по правилу: если направления токов и ЭДС совпадают с направлением обхода контура, они положительные.
 =
Подставляем исходные данные и решаем систему уравнений:
Ответ: 
|
Найти:
| |
|
|
Скачать 0.62 Mb.