Вариант № 4
№1. Какую емкость будет иметь лейденская банка, если диаметр её основания равен 0,15м, высота обкладок станиоля 0,25м, ε = 5, толщина стекла 0,002м?
Дано: D = 0,15м; h = 0,25м; , ε = 5; d = 0,002м?
Решение: Лейденская банка представляет собой конденсатор, обкладками которого являются два слоя фольги (станиоля) наклеенные на внутреннюю и внешнюю поверхность диэлектрического цилиндра.
В данном случае цилиндр представляет собой стеклянную круглую ёмкость (банку) с толщиной стенок d = 0,002м.
Ёмкость цилиндрического конденсатора определяется формулой:
где  - диэлектрическая постоянная; h = 0,25м – высота обкладок
ε = 5 – относительная диэлектрическая проницаемость стекла банки;
R1 и R2 – внутренний и внешний радиус банки;
Очевидно, что R2 = D/2 = 0,15/2 = 0,075м; R1 = R2 – d = 0,075 – 0,002 = 0,073м.
№2. Два шарика (одинаковых) находятся на расстоянии 20см. Одному из них сообщили заряд (+4·10-5Кл), другому – заряд (-1·10-7Кл). С какой силой заряды взаимодействуют?
С какой силой они будут взаимодействовать, если их привести в соприкосновение и удалить на прежнее расстояние?
Дано: q1 = 4·10-5 Кл; q2 = -1·10-7 Кл; r = 20см = 0,2м.
Решение: Сила взаимодействия зарядов определяется законом Кулона:
 где q1 и q2 – заряды шариков; r – расстояние между ними.
Если заряды находятся в вакууме, то относительная диэлектрическая проницаемость среды ε = 1. Тогда:
Знак "минус" означает, что заряды притягиваются один к другому, т.к. заряды разноимённые (заряды одинакового знака отталкиваются).
В силу закона сохранения электрического заряда, при соприкосновении шариков их заряды суммируются. При дальнейшем удалении их на прежнее расстояние заряды будут равны между собой (т.к. шарики одинаковые), величина каждого заряда составит половину их суммы:
Тогда сила взаимодействия зарядов составит:
т.е. сила взаимодействия увеличится более чем в 10 раз.
№3. Какое количество теплоты выделяется в лампочке накаливания. потребляющей ток 0,5А в течение 1 часа при напряжении 220 В?
Решение: Количество энергии, выделяемое в нагрузке, определяется произведением мощности нагрузки и времени, в течение которого она выделяется.
| 
