Шарик массой m = 0.6 г, подвешенный на тонкой нити длиной 1 м в однородном электрическом поле, отклонился от вертикали на х = 5 см. Найти напряженность электрического поля, если на шарике находилось N = 15* избыточных электронов (заряд электрона 1.6 * Кл).
масса шарика m = 0.6 г= 0.6*10^-3 кг
длина нити L= 1м
отклонение х= 5 см = 0.05 м
заряд электрона e= 1.60217646 × 10-19 Кл
заряд шарика Q=N*e = 15*1.6*10^-19 Кл
шарик находится в равновесии под действием моментов двух сил
сила тяжести Fт=mg создает момент с плечом х М1=Fт*х=mg*x
электрическая сила поля Fк=ЕQ с плечом √(L^2-x^2) М2=Fк*√(L^2-x^2)=
=ЕQ*√(L^2-x^2)=Е*N*e *√(L^2-x^2)
если М1=М2 , тогда
mg*x =Е*N*e *√(L^2-x^2)
отсюда E=mg*x /(N*e *√(L^2-x^2))
подставим численные значения
Е=0.6*10^-3*10*0.05 /(15*1.6*10^-19*√(1^2-0.05^2))=1.25*10^14 В/м
ответ 1.25*10^14 В/м
79,7%.
Объяснение:
КПД чайника:
η = Q/A, где Q - количество тепла, которое идет на нагрев воды, А - работа электрического тока.
Q = с*m*∆T, где где с - удельная теплоемкость воды (с = 4183 Дж/(кг*К)), m - масса воды (m = 2,2 кг), ∆T - разность температур воды (∆T = 100 - 20 = 80 ºС).
А = I*U*t, где I - сила тока (I = 7 А), U - напряжение в сети (U = 220 В), t - время работы чайника (t = 10 мин = 10*60 с = 600 с).
η = Q/A = с*m*∆T /(I*U*t) = 4183*2,2*80/(7*220*600) = 0,797 = 79,7%.
ответ: КПД чайника равен 79,7%.