новая папка 1 / 325477

U = 1 кВ	нить с	шариком отклонилась на угол			α = 100 . Найти		заряд q
шарика.
3.	Определите расстояние		d	между	пластинами		плоского
конденсатора, если между ними приложена разность потенциалов U = 400 В,
площадь каждой пластины S = 50 см2 ,				ее заряд	q = 5 нКл. В пространстве
между пластинами находится парафин (ε = 2 ).
4.	Найти емкость С сферического конденсатора, состоящего из двух
концентрических сфер с радиусами			r = 10 см и		R = 10,5 см.	Пространство
между сферами заполнено маслом (ε = 5 ). Какой радиус R0						должен иметь
шар, помещенный в масло, чтобы иметь такую же емкость?
5.	При помощи электрометра сравнивали между собой емкости двух
конденсаторов. Для этого заряжали их до разностей потенциалов U1 = 300 В
и U 2 = 100 В и,		соединяли оба конденсатора параллельно. Измеренная при
этом разность		потенциалов между	обкладками конденсатора				оказалась

равной U = 250 В. Найти отношений емкостей С1 .

С2

6. Общая емкость двух последовательно соединенных конденсаторов СОБЩ1 = 3,2 пФ , а общая емкость при их параллельном соединении

СОБЩ2 = 20 пФ . Найти емкости С1 и С2 каждого конденсатора.

Раздел 4 Постоянный электрический ток

4.1 Постоянный электрический ток

1. Вольфрамовая нить электрической лампочки при t1 = 20 0C имеет сопротивление R1 = 35,8 Ом. Какова будет температура t2 нити лампочки,

если при включении в сеть напряжением U = 120 В по нити идет ток I = 0,33

A? Температурный коэффициент сопротивления вольфрама α = 4,6 ×10−3 К −1

.

21

2. Элемент с ЭД С ε = 2 В имеет внутреннее сопротивление r = 0,5 Ом.

Найти падение потенциала внутри элемента U r при токе в цепи I = 0,25 A.

Каково внешнее сопротивление R цепи при этих условиях?

3.	Элемент с ЭД С ε =1,6 В имеет внутреннее сопро тивление r = 0,5 Ом
. Найти КПД η элемента при токе в цепи I = 2,4 A.
4.	Амперметр с сопротивлением RA = 0,16 О м,	зашунтирован
сопротивлением RШ = 0,04 Ом. Амперметр показывает ток		I А = 8 A. Найти
ток I в цепи.

5.Какой объем V воды можно вскипятить, затратив электрическую энергию W = 3 гВт× ч ? Начальная температура воды t0 = 10 0C .

6.Определите внутреннее сопротивление r исто чника тока, если во

внешней цепи при си ле тока I	1	= 4 A развивается мощность	P = 10 Вт , а при
			1
силе тока I 2 = 6 A – мощность P2 = 12 Вт .
4.2 Правила К ирхгофа
1. Батареи име ют ЭДС		ε1 = 110 В и ε 2 = 220 В,	сопротивления

R1 = R2 = 100 Ом, R3 = 500 Ом. Найти показание амперметра I A .

2. Батареи имею т ЭДС ε1 = 2 В и ε 2 = 4 В, сопротивление R1 = 0,5 Ом

(см.рис.	к задаче № 1). Падение потенциала на сопротивлении	R2 равно
U 2 = 1 В	(ток через R2 направлен справа налево). Найти	показание

амперметра I A .

22

3.	Батареи имею т ЭДС ε1 = 30 В и ε 2 = 5 В, сопротивления R2 = 10 Ом,
R3 = 20 Ом (см.рис.		к задаче № 1). Через амперметр течет ток I A = 1 A,
направленный от R3		к R1 . Найти сопротивление R1 .
4.	Батареи име ют ЭДС ε1 = 2 В и ε 2 = 4 В, ε 3 = 6 В, сопротивления

R1 = 4 Ом, R2 = 6 Ом и R3 = 8 Ом. Найти токи Ii во всех участках цепи.

5. Батареи имею т ЭДС ε1 = ε 2 = ε 3 , сопротивления R1 = 48 Ом, R2 = 24

Ом, падение напряжения на сопротивлении R2 равно U 2 = 12 В (см.рис. к

задаче № 4). Пренебрегая внутренним сопротивлением элементов, определите: 1) силу т ока Ii во всех участках цепи; 2) соп ротивление R3 .

6. Батареи имею т ЭДС ε1 = ε 2 = ε 3 , сопротивления R1 = 20 Ом, R2 = 12

Ом, падение напряжения на сопротивлении R2 равно U 2 = 6 В (см.рис. к

задаче № 4). Прене брегая внутренним сопротивление м источников ЭДС, определите: 1) силу т ока Ii во всех участках цепи; 2) соп ротивление R3 .

Раздел 5 Электромагнетизм
5.1 Магнитное поле
1. В однородном магнитном поле с индукцией		В = 0,2 Тл	находится
прямой проводник длиной l = 15 см, по	которому теч ет ток		I = 5 A. На
проводник действует сила F = 0,13 Н .	Определите	угол	α между

направлениями тока и вектором магнитной индукции.

2. В однородном магнитном поле перпендикулярн о линиям магнитной индукции движется прямой проводник длиной l = 40 с м. Определите силу Лоренца FЛ , действующую на свободный электрон проводника, если возникающая на его концах разность потенциалов составляет U = 10 мкВ .

23

3. Протон, ускоренный разностью потенциалов U = 0,5 кВ, влетая в

однородное магнитное поле с магнитной индукцией В = 2 мТл, движется по окружности. Определите радиус R этой окружности.

	4. Как и во	сколько			раз отличаются радиусы кривизны	траекторий
	протона и электрона		R p	, если они влетают в однородное магнитное поле с
			Re
	одинаковой скоростью перпендикулярно линиям магнитной индукции?
	5. Электрон,	обладая			скоростью v = 6 км/ с, влетает в	однородное

магнитное поле с индукцией В = 1 мТл перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определите нормальное an и тангенциальное aτ ускорения электрона.

6.Сколько витков имеет катушка, индуктивность которой L = 1 мГн , если при токе I = 1 A магнитный поток сквозь катушку Ф = 2 мкВб ?

7.Длинный соленоид индуктивностью L = 4 мГн содержит N = 600

витков . Площадь поперечного сечения соленоида S = 20 cм2 . Определите магнитную индукцию B поля внутри соленоида, если сила тока, протекающего по его обмотке, равна I = 6 A.

Раздел 6 Волновая оптика

6.1 Интерференция света

1. В опыте Юнга отверстия освещались монохроматическим светом с длиной волны λ = 600 нм . Расстояние между отверстиями l = 1 мм , расстояние от отверстий до экрана L = 3 м . Найти положение трех первых светлых полос.

2.В опыте Юнга щели освещаются монохроматическим светом с длиной волны λ = 550 нм . Расстояние между щелями l = 1 мм . Определите расстояние L от щелей до экрана, если вторая светлая полоса на экране отстоит от центра интерференционной картины на расстоянии y = 2,75 мм .

3.Расстояние между двумя щелями в опыте Юнга l = 0,5 мм . Щели освещаются монохроматическим светом с длиной волны λ = 600 нм .

24

Определите расстояние L от щелей до экрана, если ширина

интерференционных полос	y =1,2 мм .
4. Плосковыпуклая	линза радиусом кривизны R = 4 м выпуклой

стороной лежит на стеклянной пластинке. Определите длину волны λ падающего монохроматического света, если радиус пятого светлого кольца в отраженном свете r5 = 3 мм .

5. Расстояние между вторым и первым темными кольцами Ньютона в отраженном свете l1 =1 мм . Определить расстояние l2 между десятым и девятым темными кольцами Ньютона.

6. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом с длиной волны λ = 550 нм . Определите радиус кривизны R линзы, если расстояние между вторым и третьим темными кольцами в отраженном свете l = 0,5 мм .

6.2 Дифракция света. Дифракция Френеля

1. Найти радиусы первых пяти зон Френеля, если расстояние от точечного источника света до волновой поверхности и от волновой поверхности до точки наблюдения равно a = b =1 м . Длина волны света

λ= 500 нм .

2.Найти радиусы первых пяти зон Френеля для плоской волны, если расстояние от волновой поверхности до источника наблюдения b =1 м . Длина волны света λ = 500 нм .

3.На диафрагму с круглым отверстием диаметром d = 5 мм падает нормально параллельный пучок света с длиной волны λ = 0,6 мкм.

Определите расстояние b от точки наблюдения до отверстия, если отверстие открывает: 1) две зоны Френеля; 2) три зоны Френеля.

4.Определите радиус четвертой зоны Френеля r4 , если радиус второй зоны Френеля для плоского волнового фронта равен r2 = 2 мм .

5.Плоская световая волна ( λ = 0,7 мкм) падает нормально на диафрагму с круглым отверстием радиусом r =1,4 мм . Определить

25

расстояние b1 , b2 , b3 от диафрагмы до трех наиболее удаленных от нее точек,

вкоторых наблюдаются минимумы интенсивности.

6.Посередине между источником монохроматического света с длиной волны λ = 550 нм и экраном находится диафрагма с круглым отверстием. Дифракционная картина наблюдается на экране, расположенном на расстоянии L = 5 м от источника. Определите радиус отверстия r , при котором центр дифракционных колец, наблюдаемых на экране, будет наиболее темным.

Раздел 7 Квантовая физика

7.1 Тепловое излучение
1. Найти	температуру T	печи, если известно, что	излучение из
отверстия в	ней площадью	S = 6,1 см2 имеет мощность	P = 34,6 Вт .

Излучение считать близким к излучению абсолютно черного тела.

2. Какую энергетическую светимость RЭ имеет абсолютно черное тело,

если максимум спектральной плотности его энергетической светимости приходится на длину волны λ = 484 нм ?

3. Определите, как и во сколько раз изменится мощность излучения абсолютно черного тела, если длина волны, соответствующая максимуму его спектральной плотности энергетической светимости, сместилась с λ1 = 720

нм до λ2 = 400 нм .

4. Температура абсолютно черного тела изменилась при нагревании от

T1 =1000 К до T2 = 3000 К . Во сколько раз увеличилась при этом его энергетическая светимость? На сколько изменилась длина волны λ , на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости?

5. Абсолютно черное тело имеет температуру T1 = 2900 К . В результате остывания тела длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на λ = 9

мкм . До какой температуры T2 охладилось тело?

26

6. При увеличении термодинамической температуры абсолютно черного тела в 2 раза длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, уменьшилась на

λ= 400 нм . Определить начальную температуру T1 тела.

7.2Энергия и импульс фотона. Внешний фотоэффект

1.С какой скоростью v должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона с длиной волны λ = 520 нм ?

2.Какую ускоряющую разность потенциалов U должен пройти электрон, чтобы его импульс pe был равен импульсу p фотона, длина волны

которого равна λ = 200 нм .
3.	На цинковую ( AВ = 4 эВ ) пластинку падает монохроматический свет
длиной	волны	λ = 220 нм .		Определить максимальную					скорость	vMAX
фотоэлектронов.
4.	Красная	граница	фотоэффекта				для	некоторого	металла	равна
λ0 = 500 нм . Определите: 1) работу выхода AВ								электронов из этого металла;
2) максимальную скорость vMAX					электронов, вырываемых из этого металла
светом с длиной волны λ = 400 нм .
5.	Задерживающее напряжение для серебряной пластинки ( AВ1 = 4,7 эВ
) составляет U З1 = 0,95 В .			При		тех же условиях для пластинки					цинка
задерживающее напряжение равно U З2						= 1,65 В . Определите работу выхода
AВ2 электронов из цинка.
6.	Фотоны с энергией			ε = 4,9 эВ		вырывают электроны из металла с
работой	выхода	AВ = 4,5 эВ .			Найти		максимальный		импульс	pMAX ,
передаваемый поверхности металла при вылете каждого электрона.
Раздел 8 Физика атомного ядра
8.1 Энергия связи. Ядерные реакции. Правила смещения
1.	Найти энергию связи EСВ ядра изотопа лития 37 Li ( m(37 Li)= 7,01600
а.е.м , m(01 n)=1,6749543 ×10−27				кг,	m(11 p)=1,6726485×10−27 кг).
										27

2. Энергия связи ядра, состоящего из трех протонов и четырех нейтронов, равна EСВ = 39,3 МэВ . Определите массу m нейтрального атома с этим ядром.

3. Найти энергию Q , выделяющуюся при реакции 37 Li+11H →24He+24He .

Массы ядер, участвующих в реакции: m(37 Li)= 7,01600 а.е.м ,

m(24 He)= 4,00260 а.е.м , m(11 H )= 1,00783 а.е.м .

4. Написать недостающие обозначения в реакциях: а) 23 He(X , p)13 H ;

б) 147 N (24 He,178 O)X ; в) 49 Be(24 He,126 C)X , X (n,α )13 H .

5.Пользуясь таблицей Менделеева и правилами смещения, определите,

вкакой элемент превращается изотоп урана 23892 U после трех α − и двух β − −

распадов.

6. Определите, сколько β − − и α − частиц выбрасывается при превращении изотопа радия 22588 Ra в изотоп свинца 20682 Pb . Запишите схему распада.

28

Список рекомендуемой литературы:
1.	1.Трофимова, Т. И.	Курс физики: учеб.	пособие	для	вузов	/
	Т. И. Трофимова. – 9- е изд., перераб. и доп. –		М.: Издательский центр
	«Академия», 2004. – 560	с.
2.	Трофимова, Т. И. Курс физики: учеб.		пособие	для	вузов	/
	Т. И. Трофимова. – 9- е изд., перераб. и доп. –		М.: Издательский центр
	«Академия», 2008. – 560	с.

3.http://biblioclub.ru Никеров, В. А. Физика. Современный курс

[Электронный ресурс] учебник / В. А. Никеров. - М.: Дашков и К°, 2012. - 452 с.

29