11) Два шарика радиусом 50,0 и 10,0 мм имеют одинаковые заряды – по 7,00 нКл. Какое количество электричества переместится с одного шарика на другой, если их соединить проволокой? Каковы будут общий потенциал и заряды шаров после соединения? Найти работу разряда.
12) Шар радиусом 20,0 мм, заряженный до потенциала 4,00 кВ, после отключения от источника напряжения соединяют проволокой с незаряженным шаром радиусом 30,0 мм. Под каким потенциалом окажется первый шар после перезарядки? Найти энергию шаров после разряда и работу разряда.
13) Два заряженных шарика радиусом 80,0 и 160 мм соединили металлической проволокой. Общий заряд шариков до соединения был равен 30,0 нКл. Найти поверхностную плотность распределения зарядов на шариках и потенциал второго шарика после соединения.
14) Шар радиусом 30,0 мм, имеющий энергию 60,0 мкДж, приводится в соприкосновение с шаром радиусом 40,0 мм, заряженным до потенциала 2,00 кВ. Определить энергию шаров после соединения и работу разряда.
15) Заряженный шар радиусом 40,0 мм соединяют с незаряженным шаром радиусом 20,0 мм. Найти энергию каждого шара после соединения и работу разряда, если с первого шара на второй перешел заряд 10,0 нКл.
16) Площадь пластин плоского конденсатора равна 80,0 см2, расстояние между ними составляет 5,00 мм. Напряженность поля между обкладками конденсатора равна 600 В/см. После отключения конденсатора от источника напряжения пластины раздвигаются. При этом разность потенциалов между пластинами увеличивается в два раза. Найти емкость конденсатора, разность потенциалов между пластинами и поверхностную плотность зарядов на пластинах до и после раздвижения. Насколько изменится при этом энергия конденсатора?
17) К пластинам плоского воздушного конденсатора с площадью 200 см2 и расстоянием между ними, равным 4,00 мм, приложена разность потенциалов 500 В. После отключения конденсатора от источника напряжения пространство между пластинами заполняют диэлектриком, диэлектрическая проницаемость которого равна четырем. Какова будет разность потенциалов между пластинами после заполнения? Каковы емкость конденсатора и поверхностная плотность заряда на его пластинах до и после заполнения? Насколько изменится энергия конденсатора после заполнения его диэлектриком?
18) Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено диэлектриком с диэлектрической проницаемостью, равной 2,6. Площадь плас-тин равна 52,00 см2, расстояние между ними составляет 6,00 мм. Напряженность поля в конденсаторе равна 210 В/см. После отключения конденсатора от источника напряжения из него удаляют диэлектрик. Найти заряд на пластинах конденсатора и его электроемкость до и после удаления диэлектрика. Насколько изменится энергия конденсатора?
19) Пластины плоского конденсатора площадью 200 см2 заряжены с поверхностной плотностью 1,50 мкКл/м2. После отключения конденсатора от источника напряжения пространство между пластинами заполняют диэлектриком. При этом разность потенциалов между ними изменяется от 600 до 300 В. Найти расстояние между пластинами и диэлектрическую проницаемость диэлектрика. Каковы электроемкость конденсатора и напряженность поля в нем до и после заполнения?
20) Плоскому конденсатору с площадью пластин 120 см2 сообщен заряд 4,00 нКл. Пространство между пластинами заполнено диэлектриком с диэлектрической проницаемостью, равной 6. После отключения пластин от источника напряжения диэлектрик из него вынимают. Насколько изменится объемная плотность энергии конденсатора?
Законы постоянного тока
21) К источнику напряжения параллельно подключены пять электродвигателей мощностью 1,50 кВт каждый. Длина подводящих медных проводов составляет 250 м, их сечение равно 4,00 мм2. Определить напряжение на зажимах источника и потерю мощности в подводящих проводах, если сила тока в них равна 27,7 А.
22) Определить напряжение на зажимах источника питания, если он обеспечивает в цепи ток 2,00 А. Цепь состоит из двух параллельно включенных лампочек мощностью 30,0 Вт каждая. Потери мощности в подводящих проводах составляют 10 % от полезной мощности.
23) От генератора с напряжением 20,0 кВ требуется передать потребителю мощность 100 кВт. Потери напряжения в линии не должны превышать 2 %. Какую общую длину должны иметь медные подводящие провода сечением 25,0 мм2?
24) Сопротивление обмотки электрочайника равно 16,0 Ом. Определить промежуток времени, в течение которого в нем закипит 0,60 кг воды, имеющей начальную температуру 10ºС, если КПД составляет 60 %, напряжение в сети равно 120 В.
25) Для нагревания 4,50 кг воды от 23º С до кипения нагреватель потребляет 0,50 кВт∙ч электрической энергии. Чему равен КПД нагревателя?
26) Электрическая плитка имеет две спирали. При включении одной из них вода в чайнике закипает через 900 с, при включении другой – через 1800 с. Через сколько секунд закипит вода в чайнике, если включить обе спирали: 1) последовательно; 2) параллельно?
27) В схеме (рис. 7) E1 и E 2 - два элемента с одинаковым внутренним сопротивлением, равным 0,50 Ом (E 1 = 2,00 В; E 2 = 3,00 В). Найти силу тока, текущего: 1) через сопротивление R1 = 0,50 Ом; 2) через сопротивление R2 = 1,50 Ом; 3) через элемент E 1.
28) Определить показания амперметра и напряжение на концах сопротивления R2 (рис. 8), если E 1 = 4,00 В; E 2 = 3,00 В; R = 6,00 Ом; R1 = 2,00 Ом; R2 = 1,00 Ом. Внутренними сопротивлениями источников и амперметра пренебречь.
29) Три источника тока и резистор соединены по схеме, представленной на рис. 9. Определить силу тока в резисторе, если E 1 = 5,00 В; r1 = 2,00 Ом; E 2 = = 4,00 В; r2 = 1,00 Ом; E 3 = 3,00 В; r3 = 0,50 Ом; R = 2,50 Ом.
30) В схеме на рис. 10 E 1 – элемент с ЭДС, равной 4,00 В; E 2 = 3,00 В; E3 = 5,00 В; R1 = 2,00 Ом; R2 = 6,00 Ом; R3 = 1,00 Ом. Найти силу тока, текущего через сопротивление R2, и падение напряжения на сопротивлении R1.