1. Какая сила действует на электрон в точке с напряженностью 2000 В/м?
2. Заряд 5 нКл перемещается на расстояние 20 см в направлении, составляющем угол 300
с силовыми линиями поля. Напряженность поля– 2000 В/м. Найдите работу перемещения заряда.
3. Какова емкость конденсатора, если расстояние между его обкладками 0,2 мм, и при сообщении ему заряда 5 нкКл, средняя напряженность поля между обкладками Е =104
В/м?
4. К заряженному до 10 В и отключенному от источника напряжения конденсатору емкостью 3 мкФ, подключили параллельно
конденсатор емкостью 2 мкФ. Какое напряжение установится
при этом? Какое количество тепла выделяется при их соединении?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Сила, действующая на электрон в точке с напряженностью 2000 В/м, равна F = e E, где e - заряд электрона (1,610^-19 Кл), E - напряженность поля. Подставляя значения, получаем F = 1,610^-19 2000 = 3,2*10^-16 Н.

Работа перемещения заряда равна A = q V, где q - заряд, V - напряжение. Учитывая угол между направлением движения и силовыми линиями поля, работу можно найти как A = q V cos(θ), где θ = 30°. Подставляя значения, получаем A = 510^-9 2000 cos(30) 0,2 = 110^-6 Дж.

Емкость конденсатора C = q / U, где q - заряд, U - напряжение. Подставляя значения, получаем C = 510^-9 / 10 = 510^-10 Ф = 0,5 нФ.

После подключения второго конденсатора общая емкость системы будет C = C1 + C2 = 310^-6 + 210^-6 = 510^-6 Ф. Новое напряжение на конденсаторах будет U = q / C = 10 / 510^-6 = 2000 В. Количество тепла, выделяемое при соединении конденсаторов, можно рассчитать как Q = (C1 U^2) / 2 + (C2 U^2) / 2 - (C1 10^2) / 2 = (310^-6 2000^2 + 210^-6 2000^2) / 2 - (310^-6 10^2) / 2 = 1,710^-2 Дж = 17 мДж.