Основы электродинамики - Урок 3 - Часть С (Высокий уровень) - Сборник задач

400. По гладкой закрепленной изолирующей наклонной плоскости, составляющей угол 30° с горизонтом, соскальзывает без начальной скорости с высоты h = 1 м небольшое тело массой m= 423 г с зарядом q = —1,49 ∙ 10^-5 Кл. В точке пересечения вертикали, проведенной через начальное положение тела, с основанием плоскости находится заряд q. Определите скорость тела у основания наклонной плоскости. Сопротивлением воздуха и трением пренебречь.

401. Полый металлический шарик массой 2 г имеет положительный заряд 108 Кл. Он подвешен на шёлковой нити в однородном электрическом поле напряжённостью 10⁶ В/м, направленном вертикально вниз. Шарик совершает малые колебания, проходя 13 полных колебаний за 15 с. Какова длина нити?

402. Какую работу необходимо совершить, чтобы три одинаковых точечных положительных заряда q, находящихся в вакууме на расстоянии г друг от друга вдоль одной прямой, расположить в вершинах равностороннего треугольника со стороной r/2?

403. Тонкое закрепленное кольцо радиусом R равномерно заряжено так, что на единицу длины кольца приходится заряд +q. В вакууме на оси кольца на расстоянии I от центра кольца помещен маленький шарик с зарядом +Q. Какую максимальную кинетическую энергию приобретет шарик, если его освободить?

404. В однородном электрическом поле, образованным параллельными вертикальными разноименно заряженными пластинами, находится шарик массой 1 г и зарядом 2 мкКл посередине между ними. Пластины находятся на расстоянии 9 см друг от друга, напряжённость созданного ими поля 10 кВ/м. Шарик освобождают, и он приходит в движение. Какую скорость будет иметь шарик в момент касания одной из пластин?

405. К полюсам батареи, состоящей из двух источников с ЭДС 75 В и внутренним сопротивлением 4 Ом, подведены две параллельные медные шины сопротивлением 10 Ом каждая. К концам шин и к их серединам подключены две лампочки сопротивлением по 20 Ом каждая, как показано на рисунке 252. Определите ток, протекающий через вторую лампочку.

Рис. 252.

406. Электрический чайник имеет две обмотки. При включении одной из них вода в чайнике закипает через t₁ = 15 мин, при включении другой — через t₂ = 30 мин. Через сколько времени закипает вода в чайнике при включении обеих обмоток последовательно (теплоотдачей в окружающую среду пренебречь)?

407. К источнику постоянного тока с внутренним сопротивлением 2 Ом подключен резистор сопротивлением 6 Ом. Напряжение на полюсах источника равно 12 В. Какое количество теплоты выделяется во всей цепи в единицу времени?

408. Неоновая лампочка включена на 10 мин в сеть переменного синусоидального напряжения с эффективным значением напряжения 120 В и частотой 50 Гц. Найдите время горения лампочки, если она зажигается и гаснет при напряжении 120 В.