Zestaw 2

Zadania z fizyki dla II roku GGiOS – grupa OS4
termin: 31.03.2010
Zad.1 Na podstawie prawa Gaussa znaleźć pole elektryczne:
• we wnętrzu i na zewnątrz cienkiej rury metalowej o średnicy 2R i długości L (dużo większej
od średnicy rury), naładowanej ładunkiem dodatnim +Q
• we wnętrzu i na zewnątrz kuli o promieniu R, naładowanej jednorodnie całkowitym
ładunkiem +Q
Zad.2 Korzystając z prawa Gaussa znaleźć pojemność kondensatora, którego okładki stanowią:
• dwa duże kwadraty z blachy metalowej o boku a=1m, umieszczone w odległości d=0.01m.
• dwie współśrodkowe sfery o promieniach R1=2cm i R2=10cm.
Zad.3 (Resnick,Halliday – stary – zad.30-7)
Kondensator o pojemności C1=6µF został połączony szeregowo z kondensatorem o pojemności
C2=4µF. Do zewnętrznych elektrod układu przyłożono różnicę potencjału U=200V.
• Jaki jest ładunek elektryczny na każdym z kondensatorów ?
• Jaka jest różnica potencjałów (napięcie) na każdym kondensatorze ?
• Jak zmieniłaby się sytuacja, gdyby w kondensatorze C1 nastąpiło zwarcie ?
Zad.4 Kondensator płaski o powierzchni okładek S=100cm2 i odległości między okładkami d=2mm
został naładowany do napięcia U=200V, po czym źródło zasilania zostało odłączone. Pomiędzy
okładki wsuwamy warstwę dielektryka o grubości h=1mm i powierzchni odpowiadającej okładkom
kondensatora. Stała dielektryczna tego materiału wynosi εr=10.
• Jak zmieni się napięcie na okładkach tego kondensatora ?
• Jaka będzie wartość natężenia pola elektrycznego w warstwie dielektryka i w powietrzu
między okładkami kondensatora.
Zad.5 Miedziane przewody zasilające wagon pociągu elektrycznego mają powierzchnię przekroju
S=1cm2 .
• Jaki jest opór przewodu jeżeli odległość do najbliższego punktu zasilania wynosi L=5km ?
• Ile wynosiłby ten opór gdyby przewód został wykonany ze stali ?
• Jaka energia wydzieli się w przewodzie przy poborze prądu I=500A ?
Zad.6 Żarówka elektryczna włączona do zasilania U=24V pracuje z mocą P=5W.
• Jak zmieni się moc wydzielana przez żarówkę, jeżeli do takiego samego zasilania
podłączymy dwie takie żarówki połączone szeregowo.
• Jak zmieni się moc tej żarówki, jeżeli na skutek niewydolności źródła zasilania napięcie
spadnie do Us=20V ?
Zad.7 Jaki jest opór wewnętrzny bateryjki o napięciu znamionowym U=4.5V, jeżeli po podłączeniu
do niej żaróweczki o oporze R=9Ω napięcie zmierzone na zaciskach żaróweczki wynosi tylko
Uz=3V ?
Zad. 8 Do czajnika elektrycznego o mocy P=1000W wlano litr wody (m=1kg). Po jakim czasie od
włączenia czajnika woda się zagotuje, jeżeli czajnik ma sprawność 80% ? Ile będzie trwało
całkowite wyparowanie wody z czajnika przy takich samych warunkach wykorzystania ciepła ?