ЗАДАЧИ ДЛЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

ФИЗИКА

ЗАДАЧИ ДЛЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

1. Два шарика массой m=1 г каждый подвешены на нитях, верхние концы которых соединены вместе. Длина каждой нити l=10 см. Какие одинаковые заряды надо сообщить шарикам, чтобы нити разошлись на угол a =60^о?

2. Два положительных заряда q₁ и q₂ расположены на расстоянии 0,5 м друг от друга. Найти напряженность и потенциал электрического поля в точке, находящейся посередине между зарядами, если q₁ =2 мкКл, q₂ =1 мкКл.

3. Электрон влетает в плоский горизонтально расположенный конденсатор параллельно его пластинам со скоростью u₀=10⁷ м/с. Напряженность поля в конденсаторе Е=10 кВ/м, длина конденсатора l=5 см. Найти модуль и направление скорости электрона при вылете его из конденсатора.

4. Точечные заряды q₁=1 мкКл и q₂=0,1 мкКл расположены на расстоянии r₁=10 см друг от друга. Какую работу совершают силы поля, если второй заряд, отталкиваясь от первого, удаляется от него на расстояние: 1) r₂=10 м; 2) r₂=¥.

5. Тонкий длинный стержень равномерно заряжен с линейной плотностью t =1,5 нКл/см. На продолжении оси стержня на расстоянии d=12 см от его конца находится точечный заряд Q =0,2 мкКл. Определить силу взаимодействия заряженного стержня и точечного заряда.

6. Электростатическое поле создается положительно заряженной бесконечной нитью с постоянной линейной плотностью t=1 нКл/см. Какую скорость приобретет электрон, приблизившись под действием поля к нити вдоль линии напряженности с расстояния r₁=1,5 см до r₂=1 см.

7. Расстояние d между зарядами Q ₁=100 нКл и Q ₂ =-50 нКл равно 10 см. Определить силу F, действующую на заряд Q ₃=1 мкКл, отстоящий на r₁=12 см от заряда Q ₁ и на r₂=10 см от заряда Q ₂.

8. Длинная прямая тонкая проволока несет равномерно распределенный заряд. Вычислить линейную плотность t заряда, если напряженность поля на расстоянии r=0,5 м от проволоки против ее середины E=2 В/см.

9. С какой силой, приходящейся на единицу площади, отталкиваются две одноименно заряженные бесконечно протяженные плоскости с одинаковой поверхностной плотностью заряда s =2 мкКл/м²?

10. Какую ускоряющую разность потенциалов U должен пройти электрон, чтобы получить скорость n =8000 км/с?

11. Заряд равномерно распределен по бесконечной плоскости с поверхностной плотностью s =10 нКл/м². Определить разность потенциалов двух точек поля, одна из которых находится на плоскости, а другая удалена от нее на расстояние а=10 см.

12. Электрон с начальной скоростью n ₀=3? 10⁶ м/с влетел в однородное электрическое поле напряженностью Е=150 В/м. Вектор начальной скорости перпендикулярен линиям напряженности электрического поля. Найти: 1) силу, действующую на электрон; 2) ускорение, приобретаемое электроном; 3) скорость электрона через t=0,1 мкс.

13. Между пластинами плоского конденсатора помещено два слоя диэлектрика – слюдяная пластина (e₁=7) толщиной d₁=1 мм и парафин (e₂=2) толщиной d₁=1 мм. Определить 1) напряженности электростатических полей в слоях диэлектрика 2) электрическое смещение, если разность потенциалов между пластинами конденсатора U=500 В.

14. К батарее с э.д.с. e=300 В подключены два плоских конденсатора емкостью С₁=2 пФ и С₂=3 пФ. Определить заряд Q и напряжение U на пластинах конденсаторов в двух случаях: 1) при последовательном соединении; 2) при параллельном соединении.

15. Сила тока в проводнике сопротивлением R=12 Ом равномерно убывает от I₀=5 A до I=0 A в течение времени t=10 с. Какое количество теплоты выделяется в этом проводнике за указанный промежуток времени?

16. Три источника тока с эдс e₁=11 В, e₂=4 В и e₃=6 В и три реостата R₁=5 Ом, R₂=1 Ом, R₃=2 Ом соединены, как показано на рисунке. Определить силу тока в реостатах, если внутренние сопротивления источников тока пренебрежимо малы.

 

17. Обмотка катушки из медной проволоки при температуре t₁=14°C имеет сопротивление R₁=10 Ом. После пропускания тока сопротивление обмотки стало равным R₂=12,2 Ом. До какой температуры нагрелась обмотка? Температурный коэффициент сопротивления меди a=0,00415 К^-1.

18. Имеется лампочка напряжением 120 В, мощностью 40 Вт. Какое добавочное сопротивление надо включить последовательно с лампочкой, чтобы она давала нормальный накал при напряжении в сети 220 В. Сколько метров нихромовой (ρ=1100 нОм·м) проволоки диаметром 0,3 мм надо взять, чтобы получить такое сопротивление?

19. Конденсатор емкостью С₁=600 см зарядили до разности потенциалов U=1,5 кВ и отключили от источника напряжения. Затем к конденсатору присоединили параллельно второй, незаряженный конденсатор емкостью С₂=400 см. Сколько энергии, запасенной в первом конденсаторе, было израсходовано на образование искры, проскочившей при соединении конденсаторов.

20. На концах медного провода длинной l=5 м поддерживается напряжение U=1 В. Определить плотность тока d в проводе.

21. Сопротивление r₁=5 Ом, вольтметр и источник тока соединены параллельно. Вольтметр показывает напряжение U₁=10 В. Если заменить сопротивление на r₂=12 Ом, то вольтметр покажет напряжение U₂=12 В. Определить э.д.с. и внутреннее сопротивление источника тока. Током через вольтметр пренебречь.

22. Определить заряд, прошедший по проводу с сопротивлением r=3 Ом при равномерном нарастании напряжения на концах провода от U₁=2 В до U₂=4 В в течение времени t=20 с.

23. Определить 1)ЭДС 2) внутреннее сопротивление r источника тока, если во внешней цепи при силе тока 4А выделяется мощность 10 Вт, а при силе тока 2А мощность 8 Вт

24. Определить силу тока в цепи, состоящей из двух элементов с э.д.с. e₁ =1,6 В и e ₂=1,2 В внутренними сопротивлениями r₁=0,6 Ом и r₂= 0,4 Ом, соединенных одноименными полюсами.

25. Три батареи с э.д.с. e₁ =8 В, e₂=3 В и e₃=4 В с внутренними сопротивлениями r=2 Ом каждое соединены одноименными полюсами. Пренебрегая сопротивлением соединительных проводов, определить токи, идущие через батареи.

26. Две электрические лампочки с сопротивлениями R₁=350 Ом и R₂=240 Ом включены в сеть параллельно. Какая из лампочек потребляет большую мощность? Во сколько раз?

27. Найти сечение медных проводов, которые используются для передачи мощности Р = 8 кВт на расстояние l=90 м при напряжении на нагрузке U= 110В. Потери мощности в двухпроводной линии не превышают 5%.

28. Источник тока, амперметр и резистор соединены последовательно. Если взять резистор из медной проволоки длиной L=100 м и поперечным сечением S=2 мм², то амперметр показывает ток I₁=1,43 А. Если же взять резистор из алюминия длиной L=57,3 м и поперечным сечением S=1 мм², то амперметр показывает ток I₂=1 А. Сопротивление амперметра R_А=0,05 Ом. Найти ЭДС источника тока и его внутреннее сопротивление r.

29. Напряженность магнитного поля H=100 А/м. Вычислить магнитную индукцию В этого поля в вакууме.

30. По двум длинным параллельным проводам текут в одинаковом направлении токи I₁=10 А и I₂=15 А. Расстояние между проводами а=10 см. Определить напряженность Н магнитного поля в точке, удаленной от первого провода на r₁=8 см и от второго r₂=6 см.

31. Решить задачу № 32 при условии, что токи текут в противоположных направлениях, точка удалена от первого проводника на r₁=15 см и от второго на r₂=10 см.

32. По тонкому проводнику, изогнутому в виде правильного шестиугольника со стороной а=10 см, идет ток I=20 А. Определить магнитную индукцию в центре шестиугольника.

33. По двум бесконечно длинным проводникам, расстояние между которыми d = 13 см, текут токи I₁=40 А и I₂=80 А. Определить магнитную индукцию В в точке, удаленной от первого проводника на r₁=12 см и от второго – на r₂=5 см.

34. . По бесконечно длинному изогнутому проводнику (см. рис.) проходит ток I=100 А. Найти магнитную индукцию поля в т. А, если r=100мм.

35. Проволочное кольцо радиусом r=10 см лежит на столе. Какое количество электричества протечет по кольцу, если его повернуть с одной стороны на другую? Сопротивление кольца равно R=1 Ом. Вертикальная составляющая индукции магнитного поля Земли равна В=50 мкТл.

36. Электрон, влетев в однородное магнитное поле с индукцией В=0,1 Тл, движется по окружности. Найти величину эквивалентного кругового тока, создаваемого движением электрона. Заряд электрона q=1,6×10^-19 Кл; масса электрона m=9,1×10^-31 кг.

37. Обмотка соленоида содержит два слоя плотно прилегающих друг другу витков провода диаметром d=0,2 мм. Определить магнитную индукцию В на оси соленоида, если по проводу идет ток I=0,5 А.

38. В однородное магнитное поле с индукцией B=0,01 Т помещён прямой проводник длиной l=20 см (подводящие провода находятся вне поля). Определить силу F, действующую на проводник, если по нему течёт ток I=50 А, а угол между направлением тока и вектором магнитной индукции j =30⁰.

39. Рамка с током I=5 A содержит N=20 витков тонкого провода. Определить магнитный момент p_м рамки с током, если её площадь S=10 см².

40. По витку радиусом R=10 см течёт ток I=50 А. Виток помещён в однородное магнитное поле индукцией В=0,2 Т. Определить момент сил М, действующий на виток, если плоскость витка составляет угол j =60° с линиями индукции.

41. Протон влетел в магнитное поле перпендикулярно линиям индукции и описал дугу радиусом R=10 см. Определить скорость протона, если магнитная индукция В=1 Т.

42. Электрон движется в однородном магнитном поле с магнитной индукцией В= 0,2 мТс по винтовой линии. Определить скорость электрона, если радиус винтовой линии r=3 см, а шаг h = 9 см.

43. Определить частоту n обращения электрона по круговой орбите в магнитном поле с индукцией В=1 Т.

44. Электрон в однородном магнитном поле движется по винтовой линии радиусом R=5 см и шагом h=20 см. Определить скорость электрона, если магнитная индукция В=0,1 мТ.

45. Кольцо радиусом R=10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией В=0,318 Т. Плоскость кольца составляет угол j =30⁰ c линиями индукции. Вычислить магнитный поток, пронизывающий кольцо.

46. По проводнику, согнутому в виде квадрата со стороной а=10 см, течёт ток I=20 А. Плоскость квадрата перпендикулярна магнитным силовым линиям поля. Определить работу А, которую необходимо совершить для того, чтобы удалить проводник за пределы поля. Магнитная индукция В=0,1 Т. Поле считать однородным.

47. Проводник длиной l=1 м движется со скоростью n =5 м/с перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля. Определить магнитную индукцию В, если на концах проводника возникает разность потенциалов U=0,02 B.

48. Рамка площадью S=50 см², содержащая N=100 витков, равномерно вращается в однородном магнитном поле (В=40 мТ). Определить максимальную э.д.с. индукции, если ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции, а рамка вращается с частотой n=960 об/мин.

49. Кольцо из проволоки сопротивлением r=1 мОм находится в однородном магнитном поле (В=0,4 Т). Плоскость кольца составляет угол j =90⁰ с линиями индукции. Определить заряд, который протечёт по кольцу, если его выдернуть из поля. Площадь кольца S=10 см².

50. В однородном магнитном поле с индукцией В=0,1 Тл равномерно с частотой n = 10 об/c вращается рамка, содержащая 1000 витков провода. Ось рамки перпендикулярна к направлению магнитного поля. Площадь рамки S = 150 см². Найти мгновенное значение ЭДС индукции, соответствующее углу поворота 30°.