ФІЗИКА. Вчимося розв'язувати задачі. "ЕЛЕКТРИКА І МАГНЕТИЗМ". Компенсаційний курс

Розділ І. Електричне поле

Робота та енергія електричного поля

Рівень А
1.100

Обчислити енергію взаємодії системи трьох однакових точкових зарядів 3,3 мккЛ, які розташовані у вершинах правильного трикутника із стороною 1 м. [0,3 Дж]

1.101

Дві кульки із величиною (модулем) заряду 20 мКл і 10 мКл перемістили так, що їхні потенціали змінилися  (по модулю) на 50 В і 200 В, відповідно. Яку роботу довелося виконати для цього?  [± 1,5 мДж]

1.102

Два позитивні й негативний віддалені один від одного заряди величиною по 2 мкКл  переміщують у вершини правильного трикутника зі стороною 15 см. Визначити роботу, яку при цьому виконує електричне поле зарядів. [240 мДж]

1.103

Невагомий штир довжиною 1,2 м із шарнірно закріпленим одним кінцем і зарядженою кулькою на другомукінці лежить на горизонтальній поверхні, вміщеній у паралельне до неї електричне поле з напруженістю 200 В/см. Нехтуючи тертям у шарнірі, знайти роботу, яку треба виконати, аби поставити штир вертикально при масі кульки 75 г і заряді 250 мкКл. [1,25 Дж]

1.104

При збільшенні напруги на конденсаторі ємністю 1 мкФ у 3 рази його енергія зросла на 40 мДж. Визначити початкову напругу та енергію електричного поля конденсатора. [100 В, 5 мДж]

1.105

Два послідовно з'єднані конденсатор мають загальну ємність 6 мкФ. Визначити ємність кожного конденсатора, якщо їхні енергії відрізняються втричі. [8 мкФ , 24 мкФ ]

Рівень Б
1.106

Три точкові заряди по 1мкКл кожен розташовані у вершинах  правильного трикутника зі стороною 20 см. Яку роботу треба виконати, аби один із них розмістити  заряд посередині між двома іншими, вони при цьому лишаються нерухомими? [≈ 90 мДж]

1.107

Аби наблизити один заряд до закріпленого іншого на відстань у n разів  меншу за початкову, довелося виконати роботу A1. Визначити роботу A2, котру було виконано на другій частині шляху від точки, розташованої посередині між крайніми. [ А2 = А1n/(n+1)]

1.108

Показати, що при зміні відстані між пластинами зарядженого повітряного плоского конденсатора виконується робота, рівна зміні енергії його електричного поля.

1.109

Зазор між пластинами плоского конденсатора зменшили в 2 рази. Визначити в скільки разів змінилася а) енергія та б) об'ємна густина енергії електричного поля конденсатора коли перед зближенням пластин конденсатор: 1) відключили від джерела; 2) не відключали. [1а) зменшилась у 2 рази; 1б) не змінилась; [2а) збільшилась у 2 рази; 2б) збільшилась у 4 рази]

1.110

Енергія зарядженого плоского конденсатора, обкладки котрого прилягають до пластини діелектрика з проникністю 5, дорівнює 10 мкДж. Знайти роботу, яку треба виконати, аби подвоїти відстань між пластинами.  [50 мкДж]

1.111

Імпульсне точкове зварювання провідників здійснюють за допомогою розряду батареї конденсаторів з ємністю 1000 мкФ і напругою 1,5 кВ. Визначити ККД зварюваня при тривалості розрядного імпульсу 2 мкс і середній потужності 22,5 МВт [4%]

1.112

Паралельно до обкладок зарядженого і відключеного від джерела плоского конденсатора вмістили пластинку діелектрика з проникністю 5 і товщиною в чверть зазору між обкладками. Визначити, як і наскільки (%) змінилась середня густина енергії поля в конденсаторі. [зменшилася на 20%]