Физические основы термодинамики

Сила, действующая на заряд в электрическом поле

14.36. Тонкая нить несет равномерно распределенный по длине заряд с линейной плотностью t=2 мкКл/м. Вблизи средней части нити на расстоянии r=1 см, малом по сравнению с ее длиной, находится точечный заряд Q=0,1 мкКл. Определить силу F, действующую на заряд.

14.37. Большая металлическая пластина несет равномерно распределенный по поверхности заряд (s=10 нКл/м2). На малом расстоянии от пластины находится точечный заряд Q=100 нКл. Найти силу F, действующую на заряд.

14.38. Точечный заряд Q=l мкКл находится вблизи большой равномерно заряженной пластины против ее середины. Вычислить поверхностную плотность s заряда пластины, если на точечный заряд действует сила F=60 мН.

14.39. Между пластинами плоского конденсатора находится точечный заряд Q=30 нКл. Поле конденсатора действует на заряд с силой F1=10 мН. Определить силу F2 взаимного притяжения пластин, если площадь S каждой пластины равна 100 см2.

14.40. Параллельно бесконечной пластине, несущей заряд, равномерно распределенный по площади с поверхностной плотностью s=20 нКл/м2, расположена тонкая нить с равномерно распределенным по длине зарядом (t=0,4 нКл/м). Определить силу F, действующую на отрезок нити длиной l=1 м.

14.41. Две одинаковые круглые пластины площадью по S=100 см2 каждая расположены параллельно друг другу. Заряд Q1 одной пластины равен +100 нКл, другой Q2= –100 нКл. Определить силу F взаимного притяжения пластин в двух случаях, когда расстояние между ними: 1) r1=2 см; 2) r2=10 м. Законы сохранения импульса, энергии и момента импульса.

14.42. Плоский конденсатор состоит из двух пластин, разделенных стеклом. Какое давление p производят пластины на стекло перед пробоем, если напряженность Е электрического поля перед пробоем равна 30 МВ/м?

14.43. Две параллельные, бесконечно длинные прямые нити несут заряд, равномерно распределенный по длине с линейными плотностями t1=0,l мкКл/м и t2=0,2 мкКл/м. Определить силу F взаимодействия, приходящуюся на отрезок нити длиной 1 м. Расстояние r между нитями равно 10 см.

14.44. Прямая, бесконечная, тонкая нить несет равномерно распределенный по длине заряд (t1=1 мкКл/м). В плоскости, содержащей нить, перпендикулярно нити находится тонкий стержень длиной l. Ближайший к нити конец стержня находится на расстояний l от нее. Определить силу F, действующую на стержень, если он заряжен с линейной плотностью t2=0,1 мкКл/м.

14.45. Металлический шар имеет заряд Q1=0,l мкКл. На расстоянии, равном радиусу шара, от его поверхности находится конец нити, вытянутой вдоль силовой линии. Нить несет равномерно распределенный по длине заряд Q2=10 нКл. Длина нити равна радиусу шара. Определить силу F, действующую на нить, если радиус R шара равен 10 см.

14.46. Соосно с бесконечной прямой равномерно заряженной линией (t1=0,5 мкКл/м) расположено полукольцо с равномерно распределенным зарядом (t2=20 нКл/м). Определить силу F взаимодействия нити с полукольцом.

14.47. Бесконечная прямая нить несет равномерно распределенный заряд с линейной плотностью t1=1 мкКл/м. Соосно с нитью расположено тонкое кольцо, заряженное равномерно с линейной плотностью t2=10 нКл/м. Определить силу F, растягивающую кольцо. Взаимодействием между отдельными элементами кольца пренебречь.

14.48. Две бесконечно длинные равномерно заряженные тонкие нити (t1=t2=t=l мкКл/м) скрещены под прямым углом друг к другу. Определить силу F их взаимодействия.

Поток, напряженности и поток электрического смещения

14.49. Бесконечная плоскость несет заряд, равномерно распределенный с поверхностной плотностью s=1 мкКл/м2. На некотором расстоянии от плоскости параллельно ей расположен круг радиусом r=10 см. Вычислить поток ФE вектора напряженности через этот круг.

14.50. Плоская квадратная пластина со стороной длиной а, равной 10 см, находится на некотором расстоянии от бесконечной равномерно заряженной (s=1 мкКл/м2) плоскости.. Плоскость пластины составляет угол b=30° с линиями поля. Найти поток y электрического смещения через эту пластину.

14.51. В центре сферы радиусом R=20 см находится точечный заряд Q=10 нКл. Определить поток ФE вектора напряженности через часть сферической поверхности площадью S=20 см2.

14.52. В вершине конуса с телесным углом w=0,5 ср находится точечный заряд Q=30 нКл. Вычислить поток y электрического смещения через площадку, ограниченную линией пересечения поверхности конуса с любой другой поверхностью.

14.53. Прямоугольная плоская площадка со сторонами, длины а и b которых равны 3 и 2 см соответственно, находится на расстоянии R=1 м от точечного заряда Q=l мкКл. Площадка ориентирована так, что линии напряженности составляют угол a=30° с ее поверхностью. Найти поток ФE вектора напряженности через площадку.

14.54. Электрическое поле создано точечным зарядом Q=0,1 мкКл. Определить поток y электрического смещения через круглую площадку радиусом R=30 см. Заряд равноудален от краев площадки и находится на расстоянии а=40 см от ее центра.

14.55. Заряд Q=l мкКл равноудален от краев круглой площадки на расстоянии l=20 см. Радиус R площадки равен 12 см. Определить среднее значение напряженности <Е> в пределах площадки.

14.56. Электрическое поле создано бесконечной прямой равномерно заряженной линией (t=0,3 мкКл/м). Определить поток y электрического смещения через прямоугольную площадку, две большие стороны которой параллельны заряженной линии и одинаково удалены от нее на расстояние r=20 см. Стороны площадки имеют размеры а=20 см, b=40 см.

Магнитное поле в вакууме. Взаимодействие токов. Магнитное поле. Закон Био-Савара. Поле движущегося заряда. Поля прямого и кругового токов. Циркуляция вектора В. Поле соленоида и тороида. Действие магнитного поля на токи и заряды. Сила, действующая на ток в магнитном поле. Закон Ампера. Силы Лоренца. Контур с током в магнитном поле. Работа, совершаемая при перемещении тока в магнитном поле.
Ускорение при криволинейном движении http://fismat.ru/ Выполнение чертежа сборочной единицы и эскизов ее деталей Первое начало термодинамики