Вопрос от посетителя:
1)Заряженный металлический шарик, подвешенный на шелковой нити, поместили в однородное горизонтальное электрическое поле напряженностью 5,0*10^6 В/м. Какой угол с вертикалью образует нить, если масса шарика 20 г.,а его заряд 20 нКл? Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с^2.
2)Заряженная сферическая капелька ртути радиуса 0,2 мм находиться в равновесии в однородном электрическом поле напряженностью 12 кВ/м. Определите заряд капельки.
3)К генератору, ЭДС которого 120 В, присоединили нагревательный элемент сопротивлением 38 Ом. Определите внутреннее сопротивление генератора и напряжение на его зажимах, если сила тока в цепи 3,0 А.
Илюха отвечает:
1. Уравнения динамики в проекциях на оси х и у:
ох: Fэл = Tsina
оу: Tcosa = mg
Отсюда: tga = Fэл/mg. Но Fэл = Eq. Тогда:
tga = Eq/(mg) = 5*10^6 * 2*10^(-8) / 0,2 = 1/2.
а = arctg 0,5.
2. Условие равновесия капельки:
mg = Eq
q = mg/E. m = pV, где p – плотность ртути, а V – объем капельки.
V = (4ПR^3)/3, p = 1,35*10^4 кг/м^3. Итак имеем окончательную формулу:
q = (4ПpgR^3)/3E = 4*3,14*1,35*10^4*9,8*8*10^(-12)/(3*12*10^3) = 0,37 нКл.
Ответ: 0,37 нКл
3. Закон Ома для замкнутой цепи: Е = U + Ir, где U = IR – напряжение на зажимах источника.
U = 3*38 = 114 В.
r = (E – U)/I = (120 – 114)/3 = 2 Ом.
Ответ: 2 Ом; 114 В.