Задачи на тему Энергия заряженного проводника. Энергия электрического поля

Предмет Физика
Из пособия Решебник Чертов, Воробьев

1 Конденсатор электроемкостью 3 мкФ был заряжен до разности потенциалов 40 B. После отключения от источника тока конденсатор был соединен параллельно с другим незаряженным конденсатором электроемкостью C2=5 мкФ. Определить энергию ΔW, израсходованную на образование искры в момент присоединения второго конденсатора.
РЕШЕНИЕ

2 Плоский воздушный конденсатор с площадью пластины, равной 500 см2, подключен к источнику тока, ЭДС которого равна 300 B. Определить работу A внешних сил по раздвижению пластин от расстояния d1=1 см до d2=3 см в двух случаях: 1) пластины перед раздвижением отключаются от источника тока; 2) пластины в процессе раздвижения остаются подключенными к нему.
РЕШЕНИЕ

3 Плоский конденсатор заряжен до разности потенциалов 1 кВ. Расстояние между пластинами равно 1 см. Диэлектрик стекло. Определить объемную плотность энергии поля конденсатора
РЕШЕНИЕ

4 Металлический шар радиусом 3 см несет заряд 20 нКл. Шар окружен слоем парафина толщиной d=2 см. Определить энергию W электрического поля, заключенного в слое диэлектрика
РЕШЕНИЕ

18.1 Конденсатору, электроемкость C которого равна 10 пФ, сообщен заряд 1 пКл. Определить энергию W конденсатора
РЕШЕНИЕ

18.2 Расстояние между пластинами плоского конденсатора равно 2 см, разность потенциалов 6 кВ. Заряд Q каждой пластины равен 10 нКл. Вычислить энергию W поля конденсатора и силу F взаимного притяжения пластин.
РЕШЕНИЕ

18.3 Какое количество теплоты выделится при разряде плоского конденсатора, если разность потенциалов между пластинами равна 15 кВ, расстояние d=1 мм, диэлектрик слюда и площадь S каждой пластины равна 300 см2
РЕШЕНИЕ

18.4 Сила притяжения между пластинами плоского воздушного конденсатора равна 50 мН. Площадь S каждой пластины равна 200 см2. Найти плотность энергии w поля конденсатора
РЕШЕНИЕ

18.5 Плоский воздушный конденсатор состоит из двух круглых пластин радиусом 10 см каждая. Расстояние между пластинами равно 1 см. Конденсатор зарядили до разности потенциалов U=1,2 кВ и отключили от источника тока. Какую работу A нужно совершить, чтобы, удаляя пластины друг от друга, увеличить расстояние между ними до d2=3,5 см?
РЕШЕНИЕ

18.6 Плоский воздушный конденсатор электроемкостью 1,11 нФ заряжен до разности потенциалов 300 B. После отключения от источника тока расстояние между пластинами конденсатора было увеличено в пять раз. Определить: 1) разность потенциалов U на обкладках конденсатора после их раздвижения; 2) работу A внешних сил по раздвижению пластин.
РЕШЕНИЕ

18.7 Конденсатор электроемкостью 666 пФ зарядили до разности потенциалов 1,5 кВ и отключили от источника тока. Затем к конденсатору присоединили параллельно второй, незаряженный конденсатор электроемкостью С2=444 пФ. Определить энергию, израсходованную на образование искры, проскочившей при соединении конденсаторов
РЕШЕНИЕ

18.8 Конденсаторы электроемкостями 1 мкФ, 2 мкФ, 3 мкФ включены в цепь с напряжением 1,1 кВ. Определить энергию каждого конденсатора в случаях: последовательного их включения; параллельного включения.
РЕШЕНИЕ

18.9 Электроемкость плоского конденсатора равна 111 пФ. Диэлектрик фарфор. Конденсатор зарядили до разности потенциалов U=600 В и отключили от источника напряжения. Какую работу A нужно совершить, чтобы вынуть диэлектрик из конденсатора? Трение пренебрежимо мало.
РЕШЕНИЕ

18.10 Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено диэлектриком фарфор, объем которого равен 100 см3. Поверхностная плотность заряда на пластинах конденсатора равна 8,85 нКл/м2. Вычислить работу A, которую необходимо совершить для того, чтобы удалить диэлектрик из конденсатора. Трением диэлектрика о пластины конденсатора пренебречь
РЕШЕНИЕ

18.11 Пластину из эбонита толщиной 2 мм и площадью 300 см2 поместили в однородное электрическое поле напряженностью H= 1 кВ/м, расположив так, что силовые линии перпендикулярны ее плоской поверхности. Найти: 1) плотность о связанных зарядов на поверхности пластин; 2) энергию W электрического поля, сосредоточенную в пластине
РЕШЕНИЕ

18.12 Пластину предыдущей задачи переместили из поля в область пространства, где внешнее поле отсутствует. Пренебрегая уменьшением поля в диэлектрике с течением времени, определить энергию электрического поля в пластине
РЕШЕНИЕ

18.13 Найти энергию уединенной сферы радиусом 4 см, заряженной до потенциала 500 B.
РЕШЕНИЕ

18.14 Вычислить энергию электростатического поля металлического шара, которому сообщен заряд Q=100 нКл, если диаметр d шара равен 20 см
РЕШЕНИЕ

18.15 Уединенная металлическая сфера электроемкостью 10 пФ заряжена до потенциала 3 кВ. Определить энергию поля, заключенного в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в три раза больше радиуса сферы.
РЕШЕНИЕ

18.16 Электрическое поле создано заряженной Q=0,1 мкКл сферой радиусом 10 см. Какова энергия поля, заключенная в объеме, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в два раза больше радиуса сферы?
РЕШЕНИЕ

18.17 Уединенный металлический шар радиусом 6 см несет заряд Q. Концентрическая этому шару поверхность делит пространство на две части (внутренняя конечная и внешняя бесконечная), так что энергии электрического поля обеих частей одинаковы. Определить радиус R2 этой сферической поверхности
РЕШЕНИЕ

18.18 Сплошной парафиновый шар радиусом 10 см заряжен равномерно по объему с объемной плотностью 10 нКл/м3. Определить энергию W1 электрического поля, сосредоточенную в самом шаре, и энергию W2 вне его
РЕШЕНИЕ

18.19 Эбонитовый шар равномерно заряжен по объему. Во сколько раз энергия электрического поля вне шара превосходит энергию поля, сосредоточенную в шаре?
РЕШЕНИЕ