Электричество

Электрон влетает в плоский конденсатор со скоростью $v_0\,(v_0\ll c)$ параллельно его обкладкам (см. рисунок), расстояние между которыми равно $d$. На какой угол отклонится при вылете из конденсатора вектор скорости электрона от первоначального направления, если разность потенциалов между обкладками конденсатора равна $\Delta \varphi$? Длина пластин $L\ (L\gg d).$

Маленький шарик с зарядом $q=4\cdot 10^{-9}\ \text{Кл}$ и массой $0{,}3\ \text{г}$, подвешенный на невесомой нити с коэффициентом упругости $100\ \text{Н/м}$, находится между вертикальными пластинами плоского воздушного конденсатора. Расстояние между обкладками конденсатора $5\ \text{см}$. Какова разность потенциалов между обкладками конденсатора, если удлинение нити $0{,}05\ \text{мм}$?

Полый металлический шарик массой $3\ \text{г}$ подвешен на шёлковой нити длиной $50\ \text{см}$ над положительно заряженной плоскостью, создающей однородное электрическое поле напряжённостью $2\cdot 10^{6}\ \text{В/м}$. Электрический заряд шарика отрицателен и по модулю равен $6\cdot 10^{-8}\ \text{Кл}$. Определите циклическую частоту свободных гармонических колебаний данного маятника.

Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью $C_1=2C,\ C_2=C,\ C_3=4C,\ C_4=2C$ подключена к источнику постоянного тока с ЭДС $\mathcal{E}$ и внутренним сопротивлением $r$ (см. рисунок). Определите энергию конденсатора $C_1$.

Вольт-амперная характеристика лампы накаливания изображена на графике. При потребляемой мощности 24 Вт температура нити лампы равна 3100 К. Сопротивление нити прямо пропорционально её температуре. Чему равна температура нити накала, если потребляемая мощность составляет 8,4 Вт?

Источник постоянного тока с ЭДС $\mathcal{E}=10\ \text{В}$ и внутренним сопротивлением $r=0{,}4\ \text{Ом}$ подсоединён к параллельно соединённым резисторам $R_1=4\ \text{Ом},\ R_2=6\ \text{Ом}$ и конденсатору. Определите ёмкость конденсатора $C$, если энергия электрического поля конденсатора равна $W=60\ \text{мкДж}$.

Во сколько раз уменьшится мощность, выделяемая на резисторе $R_2$, при замыкании ключа $K$ (см. рисунок), если $R_1=R_2=R_3=1\ \text{Ом},\ r=0{,}5\ \text{Ом}$?

В схеме, изображённой на рисунке, сопротивления резисторов $R_1=1\ \text{Ом},\ R_2=2\ \text{Ом},\ R_3=5\ \text{Ом},\ R_4=10 \ \text{Ом}$, ЭДС батареи $\mathcal{E}=9\ \text{В}$, её внутреннее сопротивление $r=2\ \text{Ом}$. Определите мощность, выделяемую на резисторе $R_2$.

Последовательная цепь состоит из заряженного конденсатора $C_1$=3 мкФ, разомкнутого ключа K, незаряженного конденсатора $C_2$=6 мкФ и резистора R=600 Ом (см. рис.). Найдите количество теплоты, которое выделится в цепи после замыкания ключа K. Первоначальное напряжение на конденсаторе $C_1$ равно 500 B.

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.

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 $p_2=4\cdot10^5$ Па. Чему равен объём сосуда? В данном процессе удельная теплоёмкость воздуха c=⁠716 Дж/⁠(кг$\cdot$К), а его плотность при нормальных условиях $\rho=1.29\,\text{кг/м}^3$. Потерями тепла в окружающую среду пренебречь.

Заряженный конденсатор $С_1$=1 мкФ включен в последовательную цепь из резистора R=300 Ом, незаряженного конденсатора $C_2$=2 мкФ и разомкнутого ключа К (см. рис.). После замыкания ключа в цепи выделяется количество теплоты Q=30 мДж. Чему равно первоначальное напряжение на конденсаторе $С_1$?

Участок электрической цепи подключён к источнику постоянного напряжения $U$, как показано на рисунке. Определите отношение мощности $W_1$, выделяемой на этом участке цепи, к мощности $W_2$, 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.

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.

Электрическая цепь состоит из источника тока и реостата. ЭДС источника $\xi=6$ В, его внутреннее сопротивление $r=2$ Ом. Сопротивление реостата можно изменять в пределах от 1 Ом до 5 Ом. Чему равна максимальная мощность тока, выделяемая на реостате?

В цепи, изображенной на рисунке, сопротивление диода в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке А положительного полюса, 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 оказалась равной 21,6 Вт. Укажите условия протекания тока через диод и резисторы и определите сопротивления резисторов в этой цепи.

Электрическая цепь состоит из источника тока и реостата. ЭДС источника $\xi=6$ В. Сопротивление реостата можно изменять в пределах от 1 Ом до 5 Ом. При этом максимальная мощность тока, выделяемая на реостате, равна 4,5 Вт. Чему равно внутреннее сопротивление источника тока?

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 7,2Вт. 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.

Электрическая цепь состоит из источника тока с конечным внутренним сопротивлением и реостата. Сопротивление реостата можно изменять в пределах от 1 Ом до 5 Ом. Максимальная мощность тока Pmax выделяющаяся на реостате, равна 4,5 Вт и достигается при сопротивлении реостата R=2 Ом. Какова ЭДС источника?

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 полюса, а к точке B отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая в цепи мощность равна 4,8 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая в цепи мощность становится равной 7,2 Вт. Укажите как течёт ток через диоды и резисторы в обоих случаях, и определите сопротивление резисторов $R_1$ и $R_2$.

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.

Реостат R подключён к источнику постоянного тока ЭДС $\xi$ 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.

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?

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 1/3 объема конденсатора. Во сколько раз изменилась энергия электрического поля конденсатора после погружения его в жидкий диэлектрик?

Напряженность электрического поля плоского конденсатора (см.рис.) равна 24 кВ/⁠м. Внутреннее сопротивление источника $r=10$ Ом, ЭДС $\xi=30$ В, сопротивления резисторов $R_1 = 20$ Ом, $R_2 = 40$ Ом. Найдите расстояние между пластинами конденсатора.

В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, конденсатор C изначально не заряжен. Ключ К переводят в положение 1. Затем, спустя очень большое время, переключают его в положение 2, и снова ждут в течение достаточно большого промежутка времени. В результате перевода ключа в положение 2 энергия конденсатора увеличивается в $n=9$ раз. Найдите сопротивление резистора $R_2$, если $R_1 = 10$ Ом.

В цепи, схема которой изображена на рисунке, ключ К в некоторый момент замыкают. На сколько после этого изменится заряд q конденсатора C емкостью 10 мкФ? ЭДС источника с малым внутренним сопротивлением равна $\xi = 5$ В, сопротивление резистора R  =  4 Ом, сопротивление катушки индуктивности r  =  1 Ом, сопротивлением проводов можно пренебречь.

В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС источника тока равна 12 В, емкость конденсатора 2 мФ, индуктивность катушки 5 мГн, сопротивление лампы 5 Ом и сопротивление резистора 3 Ом.

В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Внутренним сопротивлением источника тока, и проводов пренебречь.

В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока соответственно равны 3 В и 0,5 Ом, емкость конденсатора 2 мФ, индуктивность катушки 2 мГн. В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Сопротивлением катушки и проводов пренебречь.

Реостат R подключён к источнику постоянного тока ЭДС $\xi$ 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.