Материал: Электростатика. учебное пособие. Янов Г.В., Барсукова А.И
Решение:
Система состоит из двух последовательно соединенных звеньев: конденсатора и конденсатора суммарной емкости ( + ). Поэтому эквивалентная (общая) емкость системы
При последовательном соединении емкостей
заряд батареи равен заряду каждого из
последовательно включенных звеньев,
т.е. в данном случае
.
Итак мы нашли, что
Зная заряд первого конденсатора, находим напряжение на нем
При последовательном соединении участков цепи напряжение на них складываются, поэтому напряжения на втором участке звене цепи, т.е. на каждом из конденсаторов С2и равно
Теперь мы можем найти заряды второго и третьего конденсаторов:
Обратим внимание, что суммарный заряд и равен заряду и заряду батареи q.
ЗАДАНИЕ № 9
Определить общую емкость представленных электрических цепей. Значения емкости конденсаторов на схемах указано в мкФ.
Данные для разных вариантов:
Вариант 1
Вариант 2
Вариант 3
ЗАДАНИЕ № 10
Электрон, ускоренный разностью потенциалов U0, влетает посередине между пластинами конденсатора параллельно пластинам. Какую наименьшую разность потенциалов надо приложить к конденсатору, чтобы электрон не вылетел из него? Длина пластин конденсатора l, расстояние между пластинами d. Определить напряженность электрического поля.
Данные для разных вариантов:
Вар. |
U0, 103 В |
l, см |
d, см |
1 |
5 |
5 |
0,5 |
2 |
3 |
5 |
0,5 |
3 |
2,5 |
5 |
1 |
4 |
4 |
10 |
1 |
5 |
3 |
5 |
1 |
6 |
1 |
10 |
0,5 |
7 |
4 |
10 |
0,5 |
8 |
2 |
10 |
1 |
9 |
3,5 |
10 |
1 |
10 |
2,5 |
5 |
0,5 |
11 |
4 |
5 |
0,5 |
12 |
1 |
5 |
1 |
13 |
3 |
10 |
0,5 |
14 |
1 |
10 |
1 |
15 |
2,5 |
10 |
1 |
16 |
3 |
10 |
1 |
17 |
4 |
5 |
1 |
18 |
5 |
5 |
1 |
19 |
2 |
10 |
0,5 |
20 |
5 |
10 |
0,5 |
21 |
2 |
5 |
1 |
22 |
5 |
10 |
1 |
23 |
2 |
5 |
0,5 |
24 |
2,5 |
10 |
0,5 |
Решение:
Д
вижение
электрона вдоль оси X
равномерное, vx
= const, определяется
ускоряющим напряжением U0:
В
Рис. 25
.
Движение вдоль оси Y между пластинами конденсатора – равноускоренное:
Проекция перемещения электрона на ось:
При подстановке расчетных формул величин, получим формулу для расчета наименьшей разности потенциалов:
.
Напряженность электрического поля определяется по формуле: .
Задание № 11
Электрон влетел в плоский конденсатор со скоростью v0 , направленной параллельно пластинам. В момент вылета из конденсатора направление скорости электрона составила угол α с первоначальным направлением скорости. Определите напряженность и разность потенциалов между пластинами, если длина пластин l и расстояние между ними d.
Данные для разных вариантов:
Вар. |
v0, 107 м/с |
α |
l, см |
d, см |
1 |
1 |
35 |
10 |
2 |
2 |
1 |
35 |
5 |
1 |
3 |
2 |
35 |
20 |
2 |
4 |
0,5 |
45 |
20 |
2 |
5 |
2 |
35 |
4 |
0,8 |
6 |
1 |
45 |
20 |
4 |
7 |
1 |
45 |
20 |
2 |
8 |
2 |
45 |
30 |
2 |
9 |
0,5 |
45 |
30 |
4 |
10 |
2 |
35 |
10 |
2 |
11 |
2 |
35 |
40 |
2 |
12 |
1 |
35 |
5 |
1 |
13 |
2 |
45 |
20 |
4 |
14 |
1 |
45 |
30 |
4 |
15 |
0,5 |
45 |
30 |
2 |
16 |
0,5 |
45 |
10 |
2 |
17 |
1 |
35 |
4 |
0,8 |
18 |
2 |
35 |
10 |
4 |
19 |
2 |
45 |
10 |
2 |
20 |
1 |
45 |
10 |
2 |
21 |
2 |
35 |
5 |
1 |
22 |
0,5 |
45 |
20 |
4 |
23 |
1 |
35 |
20 |
4 |
24 |
1 |
45 |
30 |
2 |