Уровень В

Конденсатор в цепи постоянного тока

Уровень А

15.1. Определить заряд на конденсаторе емкостью 3 мкФ. ЭДС источника равна 1,5 В, внутреннее сопротивление 5 Ом, R = 20 Ом. (3 мкКл)

15.2. Найти заряд конденсатора в схеме, представленной на рисунке.

15.3. В изображенной цепи: С₁ = 3 мкФ, С₂ = 2С₁, R = 5 Ом, e = 2 В. Определить заряды на конденсаторах при разомкнутом ключе. Какими станут эти заряды при замыкании ключа? Внутренним сопротивлением источника пренебречь. (4 мкКл; 0)

Уровень В

15.4. Два одинаковых резистора сопротивлением 30 Ом и конденсатор емкостью 1 мкФ соединены параллельно и через ключ замкнуты на источник с ЭДС 6,2 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом. Какое количество теплоты выделится в резисторах, если ключ разомкнуть, отключив схему от источника? (18 мкДж)

15.5. По участку цепи, представленному на рис. 28.1, течет ток I. Найти заряд конденсатора.

15.6. Плоский конденсатор с расстоянием между пластинами d, заполненный диэлектриком с диэлектрической проницаемостью e и удельным сопротивлением r, подключен к источнику с ЭДС Е и внутренним сопротивлением r. Найти напряженность электрического поля внутри конденсатора, если его емкость равна С.

15.7.

Рис. 28.1

Рис. 28.2

Рис. 28.3

Рис. 28.4

В схеме, представленной на рис. 28.2: R₁ = 10 Ом, R₂ = 20 Ом. Найти отношение напряжений на конденсаторах С₁ и С₂. (1,5)

15.8. В схеме, представленной на рис. 28.3: e = 24 В, r = 1 Ом, R₁ = R₂ = 5 Ом, R₃ = R₄ = 10 Ом, С = 2 мкФ. Определить заряд конденсатора. (20 мкКл)

15.9. Сразу после замыкания ключа вольтметр показал 6 В, а после зарядки конденсатора - 9,6 В (рис. 28.4). Что показывал вольтметр до замыкания ключа. R₁ = 1 Ом, R₂ = 2 Ом, вольтметр идеальный. (13,7 В)

15.10. К источнику с ЭДС 4 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключен резистор сопротивлением 3 Ом. Два конденсатора емкостями 2 мкФ и 4 мкФ соединили последовательно и параллельно подключили к резистору. Определить ускорение электрона, пролетающего между обкладками первого конденсатора, расстояние между пластинами которого 1 мм. (3,5·10¹⁴ м/с²)

15.11. Каким должно быть сопротивление R, чтобы напряженность поля в конденсаторе была равна 2250 В/м (рис. 28.5). ЭДС источника 5 В, его внутреннее сопротивление 0,5 Ом, расстояние между пластинами конденсатора 0,2 см. (2,25 Ом)

15.12. Определить разность потенциалов между точками А и В в представленной на рис. 28.6 цепи. С₁ = 1 мкФ, С₂ = 2 мкФ, R₁ = 8 Ом, R₂ = 20 Ом, e = 12 В, r = 2 Ом. (4,27 В)

15.13.

R

R

R

2R

Рис. 28.5

Рис. 28.6

Рис. 28.7

Рис. 28.8

Рис. 28.9

В представленной на рис. 28.7 схеме R = 7 Ом, С = 8 мкФ, e = 1 В. Определить количество теплоты, выделившееся в каждом сопротивлении после размыкания ключа. Внутренним сопротивлением источника пренебречь. (10^-6 Дж)

15.14. Известно: e, e₀, R, R₀, C (рис. 28.8). Внутреннее сопротивление источников пренебрежимо мало. Найти заряд на конденсаторе.

15.15. На сколько изменится заряд конденсатора при замыкании ключа (рис. 28.9)? R₁ = 10 кОм, R₂ = 15 кОм, С = 1 мкФ, e₁ = 34 В, e₂ = 9 В. Сопротивлением источников пренебречь. (-25,8 мкКл)

15.16. Определить заряд конденсатора С в схеме, представленной на рис 28.10. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

15.17. Определить заряд, протекающий через ключ при его замыкании в схеме, представленной на рис. 28.11. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

15.18.

Рис. 28.10

Рис. 28.11

Рис. 28.12

Рис. 28.13

Во сколько раз и как изменится напряжение на конденсаторе в результате замыкания ключа в схеме на рис. 28.12? (Увеличится в 4 раза)

15.19. Сразу после замыкания ключа амперметр показал 1 А, а сразу после размыкания – 0,24 А (рис. 28.13). Найти значения сопротивлений R₁ и R₂, если ЭДС источника равна 12 В. Внутренним сопротивлением источника и амперметра пренебречь. (20 Ом и 30 Ом)

15.20. В изображенной на рис. 28.14 схеме заряд конденсатора равен q = 10^‑6 Кл. Какой заряд будет на конденсаторе при замкнутом ключе? Все сопротивления одинаковы, источники идеальные и тоже одинаковые. (» 1,33 мкКл)

15.21. На сколько изменится заряд на конденсаторе, если замкнуть ключ (рис. 28.15)? Все указанные величины известны, внутренним сопротивлением источника пренебречь.

15.22. Определить емкость конденсатора в представленной на рис. 28.16 схеме, если его заряд равен q. Величины указанные на рисунке известны.

15.23.

Рис. 28.14

Рис. 28.15

Рис. 28.16

Рис. 28.17

Рис. 28.18

Найти ЭДС источника в представленной на рис. 28.17 схеме, если заряд конденсатора равен q. Все указанные на рисунке величины заданы.

15.24. В изображенной на рис. 28.18 цепи: С₁ = 3 мкФ, С₂ = 2С₁, R = 5 Ом, e = 2 В. Определить заряды на конденсаторах при разомкнутом ключе. Какими станут эти заряды при замыкании ключа? Внутренним сопротивлением источника пренебречь. (4 мкКл; 0)

15.25. Конденсаторы емкостью С₁, С₂ и С₃ и резисторы, сопротивления которых равны R₁ и R₂, включены в электрическую цепь. Найти установившиеся заряды на конденсаторах. Напряжение U₀ известно.

15.26. Найти энергию конденсатора емкостью С в схеме, показанной на рис. 28.19. Отношение сопротивлений R₂/R₁ = 3. ЭДС источника e, внутренним сопротивлением источника пренебречь. (Сe²/128)

15.27. В представленной на рис. 28.20 схеме С = 1 мкФ, R₁ = 5,2 Ом, R₂ = 8 Ом, R₃ = 5 Ом, R₄ = 7 Ом, e = 100 В, внутреннее сопротивление источника равно нулю. Найти заряд конденсатора. (52 мкКл)

15.28.

Рис. 28.19

Рис. 28.20

Рис. 28.21

Рис. 28.22

Зная сопротивления резисторов и емкости конденсаторов, найти ЭДС источника, если заряд конденсатора С₁ в схеме, показанной на рис. 28.21, равен Q.

15.29. Найти заряд конденсатора С₁ в схеме, показанной на рис. 28.22, зная параметры элементов схемы.

15.30. Плоский воздушный конденсатор с пластинами длиной 2 см и расстоянием между ними 2 мм включен, как показано на рисунке. В конденсатор параллельно пластинам влетает электрон. При вылете из конденсатора он отклоняется на 1 мм. Найти начальную скорость электрона. ЭДС источника 4 В, его внутреннее сопротивление 1 Ом, сопротивление всех резисторов одинаковы и равны 2 Ом. (» 5,9×10⁶ м/с)

15.31. В момент замыкания ключа в представленной цепи через источник идет ток 10 А. Через достаточно большой промежуток времени устанавливается ток 1 А. Найти ЭДС источника, его внутреннее сопротивление и заряды на конденсаторах в установившемся режиме. С = 10 мкФ, R = 4,5 Ом. (10 В; 1 Ом; 45 мкКл; 90 мкКл)